Колебания громкоговорителя

В этой задаче вам предстоит наблюдать явление резонанса при вынужденных колебаниях. Резонанс возникает, когда частота внешней силы совпадает с частотой собственных колебаний системы, и заключается в резком увеличении амплитуды колебаний. В качестве колебательной системы в этой задаче используется подвес громкоговорителя, ведущий себя при малых колебаниях по закону Гука. Можно считать, что малые колебания подвеса громкоговорителя аналогичны колебаниям груза некоторой массы на пружине. В роли вынуждающей силы выступает электромагнитная сила, действующая на катушку громкоговорителя со стороны магнита. Подключив громкоговоритель к генератору сигналов, можно создавать вынуждающую силу произвольной частоты.

Задание: измерьте жёсткость подвеса динамика \(k\) и массу неизвестного винта \(m\). Почему зависимость \(1/f^2(m)\), где \(f\) — частота резонанса, а \(m\) — колеблющаяся масса, не проходит через начало координат?

Оборудование: генератор переменного напряжения звуковой частоты, динамик с приклеенной гайкой, 1 короткий винт, \(m_в=(2{,}75\pm0{,}02)\) г, 1 гайка, \(m_г=(0{,}95\pm0{,}02)\) г, 3 шайбы, \(m_ш=(1{,}27\pm0{,}02)\) г, 1 длинный винт неизвестной массы.

Примечание: винты в гайку динамика нужно вкручивать с осторожностью, без лишних усилий! Частота собственных колебаний груза массы \(m\) на пружине жёсткостью \(k\) задаётся формулой \(f^2=\dfrac{k}{4\pi^2 m}\).