Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаРешебник по физике 7 класс Перышкин | Страница 214
Страница 214
Лабораторная работа №6. Исследование силы упругости
Цель работы: Проверить справедливость гипотезы: «При небольших деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины».
Приборы и материалы: Штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор грузов массой 100 г каждый, линейка.
Ход работы:
1. Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке.
2. Определите длину l0 пружины в ненагруженном состоянии.
3. Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три и четыре груза, определите удлинение пружины x = l - l0 и силу упругости Fупр пружины для каждого случая.
4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений запишите в таблицу 15 с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки. Учтите, что абсолютная погрешность Δx измерения удлинения пружины будет складываться из погрешности Δl0 измерения начальной длины пружины и погрешности Δl измерения длины пружины в нагруженном состоянии.
5. Найдите отношение удлинения пружины для двух, трёх и четырёх грузов к удлинению пружины с одним грузом.
6. Найдите отношение сил упругости пружины с двумя, тремя, четырьмя грузами к силе упругости пружины с одним грузом.
7. Проанализируйте результаты и сделайте вывод о справедливости гипотезы.
Длина пружины в ненагруженном состоянии l0 = 5,5 см.
Вернуть оригиналПодвешивая к пружине последовательно грузы массой 100 г каждый, получаем, что длина нагруженной пружины, удлинение x = l – l0 и сила упругости Fупр= nFтяж = nmg (где n – число грузов) равны:
Вернуть оригиналс одним грузом l = 8 см; x = 8 – 5,5 = 2,5 см; Fупр= 1 × 0,1 × 10 = 1 Н
Вернуть оригиналс двумя грузами l = 10,5 см; x = 10,5 – 5,5 = 5 см; Fупр= 2 × 0,1 × 10 = 2 Н
Вернуть оригиналс тремя грузами l = 13 см; x = 13 – 5,5 = 7,5 см; Fупр= 3 × 0,1 × 10 = 3 Н
Вернуть оригиналс четырьмя грузами l = 15,5 см; x = 15,5 – 5,5 = 10 см; Fупр= 4 × 0,1 × 10 = 4 Н
Вернуть оригиналЦена деления линейки равна C = \(\frac{1 - 0}{10}\) = 0,1 см. Значит, абсолютная погрешность измерения Δl0 = Δl = 0,1 см.
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность Δx = Δl0 + Δl = 0,1 + 0,1 = 0,2 см
Вернуть оригинал| Число грузов | Начальная длина пружины l0 ± Δl0, см |
Длина нагруженной пружины l ± Δl, см |
Сила упругости пружины Fупр |
Удлинение x ± Δx, см |
Отношение удлинений и сил упругости | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| \[\frac{x}{x_{1}}\] | \[\frac{F_{упр}}{F_{упр1}}\] | |||||
| 1 | 5,5 ± 0,1 | 8,0 ± 0,1 | 1 | 2,5 ± 0,2 | – | – |
| 2 | 10,5 ± 0,1 | 2 | 5,0 ± 0,2 | 2 | 2 | |
| 3 | 13,0 ± 0,1 | 3 | 7,5 ± 0,2 | 3 | 3 | |
| 4 | 15,5 ± 0,1 | 4 | 10,0 ± 0,2 | 4 | 4 | |
Найдем отношение удлинения пружины для двух, трех и четырех грузов к удлинению пружины с одним грузом \(\frac{x}{x_{1}}\):
Вернуть оригиналдля двух грузов: \(\frac{5}{2,5}\) = 2
для трех грузов: \(\frac{7,5}{2,5}\) = 3
Вернуть оригиналдля четырех грузов: \(\frac{10}{2,5}\) = 4
Вернуть оригиналНайдем отношение сил упругости пружины с двумя, тремя, четырьмя грузами к силе упругости пружины с одним грузом \(\frac{F_{упр}}{F_{упр1}}\):
Вернуть оригиналс двумя грузами: \(\frac{2}{1}\) = 2
с тремя грузами: \(\frac{3}{1}\) = 3
с четырьмя грузами: \(\frac{4}{1}\) = 4
Получили, что действительно при небольших деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины. В таблице видна прямая зависимость.
Вернуть оригиналВывод: на основе полученных результатов можно сделать вывод, что гипотеза «При небольших деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины» справедлива.
