Алгебра
2023
Определение жёсткости пружины
Цель работы
Определить жёсткость пружины по графику зависимости Fynp(x).
Приборы и материалы Штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор Грузов массой 100 г каждый, линейка.
УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ
1. Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке.
2. Определите длину пружины \(l_0\) в ненагруженном состоянии.
3. Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три, четыре груза, определите длину пружины \(l\) и удлинение \(х = l - l_0\) для каждого случая.
4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений запишите в таблицу 5 с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки. Учтите, что абсолютная погрешность удлинения пружины будет складываться из погрешности определения начальной длины пружины и погрешности определения длины пружины в нагруженном состоянии. Сила упругости пружины будет равна силе тяжести груза, подвешенного к пружине (тело находится в равновесии под действием двух сил, значит, эти силы равны по модулю и направлены в противоположные стороны).
5. Используя результаты опытов, постройте график зависимости силы упругости пружины от её удлинения.
Примечание Для построения графика с учётом погрешности необходимо на координатной плоскости по оси х отметить не точки, а отрезки, соответствующие интервалу возможных значений удлинения. Прямую следует провести так, чтобы она проходила через начало координат и пересекала все построенные отрезки.
6. Сделайте вывод, подтверждают ли ваши результаты справедливость закона Гука.
7. Определите жёсткость пружины.
Определение жёсткости пружины
Цель работы:
Определить жёсткость пружины, построив график зависимости силы упругости от удлинения \( F_{упр}(x) \).
Приборы и материалы:
Штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор грузов массой 100 г каждый, линейка.
Ход работы:
1
Сборка установки: Закрепите один конец пружины в лапке штатива, а рядом расположите линейку так, чтобы пружина была параллельна шкале.
2
Определение начальной длины: Измерьте длину пружины в ненагруженном состоянии (\( l_0 \)).
3
Измерения:
- Последовательно подвешивайте грузы к пружине: один, два, три и четыре.
- Для каждого случая измерьте длину пружины \( l \) и рассчитайте её удлинение: \( x = l - l_0 \).
4
Учет погрешностей:
- Абсолютная погрешность удлинения \( \Delta x \) складывается из погрешностей измерений \( l_0 \) и \( l \). При цене деления линейки 0,1 см:
\( \Delta x = \Delta l_0 + \Delta l = 0{,}1 + 0{,}1 = 0{,}2 \, \text{см} \).
- Сила упругости равна силе тяжести подвешенного груза:
\( F_{упр} = m \cdot g \), где \( g = 10 \, \text{м/с}^2 \), а \( m \) — масса груза.
5
Результаты измерений:
| № опыта | Длина ненагруженной пружины \( l_0 \), см | Длина нагруженной пружины \( l \), см | Удлинение \( x \), см | Сила упругости \( F_{упр} \), Н |
| 1 | 3,2 ± 0,1 | 6,9 ± 0,1 | 3,7 ± 0,2 | 1 |
| 2 | 3,2 ± 0,1 | 10,7 ± 0,1 | 7,5 ± 0,2 | 2 |
| 3 | 3,2 ± 0,1 | 14,7 ± 0,1 | 11,5 ± 0,2 | 3 |
| 4 | 3,2 ± 0,1 | 18,8 ± 0,1 | 15,6 ± 0,2 | 4 |
6
Построение графика:
Постройте график зависимости силы упругости (\( F_{упр} \)) от удлинения (\( x \)), учитывая погрешности. Линия должна проходить через начало координат.
7
Вычисление жёсткости пружины:
Жёсткость \( k \) определяется как тангенс угла наклона графика:
\( k = \frac{F_{упр}}{x} \).
•
Вывод:
Результаты эксперимента подтвердили справедливость закона Гука. Сила упругости пропорциональна удлинению пружины. По графику определена жёсткость пружины:
\( k = 0{,}27 \, \text{Н/см} \) (или \( 27 \, \text{Н/м} \)).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Определение жёсткости пружины Цель работы Определить жёсткость пружины по графику зависимости Fynp(x). Приборы и материалы Штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор Грузов массой 100 г каждый, линейка. УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ 1. Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке. 2. Определите длину пружины \(l_0\) в ненагруженном состоянии. 3. Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три, четыре груза, определите длину пружины \(l\) и удлинение \(х = l - l_0\) для каждого случая. 4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений запишите в таблицу 5 с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки. Учтите, что абсолютная погрешность удлинения пружины будет складываться из погрешности определения начальной длины пружины и погрешности определения длины пружины в нагруженном состоянии. Сила упругости пружины будет равна силе тяжести груза, подвешенного к пружине (тело находится в равновесии под действием двух сил, значит, эти силы равны по модулю и направлены в противоположные стороны). 5. Используя результаты опытов, постройте график зависимости силы упругости пружины от её удлинения. Примечание Для построения графика с учётом погрешности необходимо на координатной плоскости по оси х отметить не точки, а отрезки, соответствующие интервалу возможных значений удлинения. Прямую следует провести так, чтобы она проходила через начало координат и пересекала все построенные отрезки. 6. Сделайте вывод, подтверждают ли ваши результаты справедливость закона Гука. 7. Определите жёсткость пружины.
Еще решебники за 9 класс
Мы подобрали сборники ГДЗ за 9 класс, которые могут быть Вам интересны.
