Materiały: nakrętka, nitka, drewniany kij, dwie identyczne sprężyny, tekturka
Przebieg doświadczenia: Zawieszamy ciężarek (może być to nakrętka) na nitce i wprawiamy w drgania.
Zawieszamy ciężarek między dwoma sprężynami, odchylamy go i puszczamy.
Obserwujemy drgania ciężarka zawieszonego na sprężynie.
Ponownie umieszczamy ciężarek między dwoma sprężynami ale zamocowujemy tekturkę.
Wyjaśnienie: Podczas drgań następuje przemiana energii mechanicznej. Energia potencjalna zamienia się na energię ruchu czyli kinetyczną i odwrotnie. Jeśli nie ma oporów ruchu to całkowita energia mechaniczna, będąca sumą energii potencjalnej i kinetycznej jest stała.
Ciężarek zawieszony na nitce: Gdy ciężarek jest najbardziej wychylony to posiada energię potencjalna ciężkości. Jeśli zmniejsza się wychylenie to energia potencjalna maleje, ale ciężarek szybciej się porusza czyli rośnie energia kinetyczna. Największa energia kinetyczna jest na środku czyli w położeniu równowagi. Następnie energia kinetyczna maleje a rośnie energia potencjalna, osiągając maksimum w amplitudzie czyli największym wychyleniu.
Ciężarek zawieszony między dwoma sprężynami: Jeśli ciężarek znajduje się najdalej od środka to posiada energię potencjalną sprężystości, która następnie zamienia się na energię kinetyczną gdy ciało jest na środku czyli w położeniu równowagi i znów ma energię potencjalną sprężystości.
Dla ciężarka zawieszonego na sprężynie sytuacja jest bardziej skomplikowana. Zmienia się tutaj zarówno energia potencjalna sprężystości jak i ciężkości. Energia kinetyczna zmienia się podobnie jak w poprzednich przykładach. Jeśli w drganiach ciężarka między dwoma sprężynami przymocujemy tekturkę to działają siły oporu powietrza, które tłumią drgania. Maleje wtedy amplituda czyli największe wychylenie, energia całkowita maleje i drgania zanikają. Jest to przykład drgań tłumionych lub inaczej gasnących.
Film wykonany w 2014 roku w ramach projektu "Czy doświadczenia fizyczne można wykonywać w domu?" W projekcie brali udział uczniowie LO Turek pod opieką Adama Bartczaka.
Wykonanie: Szymon Bartczak, lektor: Jacek Jastrzębski, filmowanie i montaż: Adam Bartczak.
