Ответ:
Измерений на фотографии нет, поэтому ниже — условный пример выполнения. В реальной работе замените длины своими измерениями. Примем длину ненагруженной пружины \(l_0=10{,}0\) см и условную погрешность измерения каждой длины ±0,1 см. Масса каждого груза — 0,100 кг; используем \(g=9{,}8\) м/с².
Сила тяжести одного груза равна \(mg=0{,}100\cdot9{,}8=0{,}98\) Н. Для двух, трёх и четырёх грузов силы составляют соответственно 1,96; 2,94 и 3,92 Н. В равновесии модуль силы упругости равен силе тяжести.
| № опыта | Длина ненагруженной пружины l₀, см | Длина нагруженной пружины l, см | Удлинение x, см | Сила упругости Fупр, Н |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 10,0 | 12,0 | 2,0 ± 0,2 | 0,98 |
| 2 | 10,0 | 14,0 | 4,0 ± 0,2 | 1,96 |
| 3 | 10,0 | 16,0 | 6,0 ± 0,2 | 2,94 |
| 4 | 10,0 | 18,0 | 8,0 ± 0,2 | 3,92 |
График строится по условным данным. Интервалы по оси удлинения отражают принятую погрешность ±0,2 см; зависимость близка к прямой через начало координат.
По закону Гука \(F_{упр}=kx\), поэтому жёсткость равна угловому коэффициенту графика. Переведём удлинение 2,0 см в метры: 0,020 м. Тогда \(k=F_{упр}/x=0{,}98/0{,}020=49\) Н/м. Для остальных опытов получается то же значение.
Вывод: в условном примере сила упругости прямо пропорциональна удлинению, поэтому результаты подтверждают закон Гука в исследованном диапазоне.
Ответ: условная жёсткость пружины — 49 Н/м.
