Лабораторная работа Тема: Исследование зависимости удлинения пружины от силы растяжения. Цель: экспериментально подтвердить, что деформация пружины прямо пропорционально зависит от величины деформирующей силы и измерить коэффициент жесткости. Приборы и материалы: пружина, штатив с муфтой и лапкой, линейка, грузы по 100 г 4 штуки. Ход работы: 1. Перед началом работы соберите экспериментальную установку. Для этого закрепите муфту на штативе, а в ней закрепите лапку, в лапке необходимо зажать один конец пружины, оставив второй ее конец свободно свешиваться вертикально вниз. 2. При помощи линейки определите длину недеформированной пружины хо и запишите это значение в таблицу. 3. Подвесьте к пружине один грузик и снова измерьте ее длину х. 4. Рассчитайте удлинение пружины Дх = х - хо 5. Зная массу грузика т рассчитайте силу тяжести F, действующую на грузик, она будет равна силе упругости, возникающей в пружине. Результаты запишите в таблицу. 6. Повторите эксперимент поочередно подвешивая 2, 3, 4 грузика к пружине. 7. Рассчитайте значение жесткости пружины k = F/ΔΧ для каждого случая. 8. Найдите среднее значение жесткости Кор = 9. По таблице постройте график зависимости ∆x(F) и сделайте вывод о справедливости закона Гука. Все расчеты оформите под графиком

К сожалению, в предоставленном изображении отсутствуют данные измерений, которые необходимы для заполнения таблицы и проведения расчетов. Для выполнения этой лабораторной работы вам потребуется самостоятельно провести измерения и внести полученные значения в таблицу.

Я могу предоставить пример заполнения таблицы с условными данными, а также объяснить, как выполнить необходимые расчеты.

Предположим, вы получили следующие результаты измерений:

Шаг 1: Заполните таблицу данными измерений.

• (x_0) - длина недеформированной пружины (измеряется линейкой до подвешивания грузов).
• (x) - длина пружины с подвешенным грузом (измеряется линейкой после подвешивания груза).
• (m) - масса груза в килограммах (100 г = 0.1 кг).

Шаг 2: Рассчитайте удлинение пружины (\Delta x\) для каждого опыта.

Используйте формулу: $$\Delta x = x - x_0$$

Пример для опыта №1: $$\Delta x = 0.12\ \text{м} - 0.10\ \text{м} = 0.02\ \text{м}$$

Шаг 3: Рассчитайте силу тяжести (F), действующую на груз, для каждого опыта.

Используйте формулу: $$F = mg$$, где (g = 9.8\ \text{м/с}^2) (ускорение свободного падения).

Пример для опыта №1: $$F = 0.10\ \text{кг} \cdot 9.8\ \text{м/с}^2 = 0.98\ \text{Н}$$

Шаг 4: Рассчитайте жесткость пружины (k) для каждого опыта.

Используйте формулу: $$k = \frac{F}{\Delta x}$$

Пример для опыта №1: $$k = \frac{0.98\ \text{Н}}{0.02\ \text{м}} = 49\ \text{Н/м}$$

Шаг 5: Найдите среднее значение жесткости (k_{ср}).

Сложите значения жесткости, полученные в каждом опыте, и разделите на количество опытов:

$$k_{ср} = \frac{k_1 + k_2 + k_3 + k_4}{4}$$

В нашем примере: $$k_{ср} = \frac{49 + 49 + 49 + 49}{4} = 49\ \text{Н/м}$$

Шаг 6: Постройте график зависимости (\Delta x(F)).

На горизонтальной оси отложите значения силы (F), на вертикальной - значения удлинения (\Delta x\). Постройте точки, соответствующие каждому опыту, и соедините их прямой линией.

Шаг 7: Сделайте вывод о справедливости закона Гука.

Закон Гука утверждает, что деформация пружины прямо пропорциональна приложенной силе. Если график зависимости (\Delta x(F)) представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, то закон Гука выполняется.

В нашем примере, если бы график получился прямой линией, можно было бы сделать вывод, что в пределах проведенных измерений закон Гука справедлив для данной пружины.