利用力传感器测定弹簧振子做简谐运动时的振动周期

近日,微主在北京和平街一中梅晓璇老师的指导下,学会了力传感器的组装和调试方法,旋即趁热打铁,购买了两个1kg的力传感器,用于开展与力学相关的实验探究活动。

微主从物理实验室借来铁架台、弹簧和钩码,用夹持工具将力传感器加持在铁架台上,将竖直弹簧振子悬挂在力传感器的下方。

将力传感器与HX 711和ESP32相连,设置好ESP32与智能手机Phyphox的蓝牙连接,弹簧振子的弹力随时间的变化关系就动态地呈现在手机屏幕上了。

在手机屏幕上可以看到,弹簧对钩码的拉力呈现周期性变化,且变化幅度基本不变,可以看出空气阻力非常小,可以忽略。

在Phyphox中可以测量弹簧振子的周期。现测定10个全振动的时间为9.55秒,可知弹簧振子的周期为0.955秒。

如果下面再增加一个钩码,重新测量弹簧振子的周期,可以探究弹簧振子周期与振子质量之间关系,相信这个探究一定非常有趣。

需要指出的是,绿板的HX711芯片采样频率只有10Hz,每秒钟只能采集10组数据,对于过快的振动或者过小的拉力,绿板的HX711芯片就无能为力了。

看来硬件需要继续升级。

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