دانشجو

هدف ازمایش:

برسی رابطه بین ثابت فنرها در به هم بستن متوالی وموازی

وسایل لازم :

دو عدد فنر  - پایه  - وزنه – متر 

شرح ازمایش:

1-     موازی

ابتدا دو فنر را بر روی پایه فلزی به صورت موازی قرار میدهیم درمرحله اول طول هر فنر را به صورت جدا گانه یادداشت میکنیم سپس به هر کدام از فنرها به صورت جدا گانه وزنه های 50-  100- 150 200- 250

را اویزان کرده و طول هر فنر را یادداشت میکنیم .

2-     سری:

این بار فنرها را به وصل میکنیم طول هر دو را باهم یادداشت میکنیم سپس وزنه های ذکر شده را  به ان اویزان کرده و طول را یادداشت کرده ودر فرمول قرار میدهیم

محاسبات :

نتیجه گیری کلی:

با برسی این نتایج به این موضوع می رسیم که ثابت فنر را به هر صورت چه موازی وچه متوالی ببندیم ثابت فنر را می توانیم اندازه گیری کنیم با این تفاوت با بستن فنرها به صورت موازی نتیجه دقیق تری بدست آوردیم . دربستن فنرها به صورت متوالی k معادل از k تک تک فنرها کوچکتراست به دلیل تقسیم نیروها.درحالی که تقریبا درحالت موازی تساوی بین نیروهای وارد بر هر فنر وجود دارد. درست چیزی شبیه جریان در مدارهایی با مقاومت یا خازن های موازی و سری است. در مکانیک هم این اتفاق در مورد فنرها می‌افتد. نیروها در فنرهای سری یا متوالی متوازن تقسیم نمی‌شوند. وقتی این اتفاق می‌افتدk یا ضریب مقاومت فنر کل دستگاه از تک تک آنها کوچکتر می شود. رابطه‌ی محاسباتی آن هم کاملاً گویای این مسأله است.
در روش متوالی  نیرو در سرتاسر مجموعه ی فنر ها ثابت می ماند اما میزان انبساط مجموعه برابر بامجموع انبساط های جداگانه ی هر یك از فنر ها است  .    
پس ضریب سختی فنر معادل را به كمك قانون هوك F = kx  به شكل زیر تعیین می كنیم  .

X₁+x₂=x   
f/k₁+f/k₂=f (1/k₁+1/k₂) =x     Þx/f=1/kt=1/k₁+1/k₂

در روش به هم بستن موازی فنر ها میزان تغییر طول همه ی فنرها با هم برابر است . اما نیروی هر یك از فنرها با دیگری متفاوت و هم سو است ، پس نیروی مجموعه برابر با مجموع نیروهای همه ی فنر ها است.
بر اساس قانون هوك ضریب سختی معادل در این روش:

Ft=f₁+f₂=k₁x+k₂x=x (k₁+k₂)
ft/x=kt=k₁+k₂

منابع خطا:

1- خطای سیستماتیك : به علت استفاده ی زیاد از فنر بین حلقه ها ی فنر فاصله افتاده كه درمحاسبه ثابت فنر موثرمی باشد .
 2- احتمال خطا در اندازه گیری طول فنر برای انجام آزمایش وجود دارد.
3- احتمال خطا در خواندن درجه بندیها به دلیل خطای دید ولغزش دست درهنگام اندازه گیری
4- خطا در انجام محاسبات