Praca laboratoryjna polegająca na pomiarze sztywności sprężystej okruszków. Praca laboratoryjna „Wyznaczanie sztywności sprężyny”. Narysuj układ współrzędnych, aby wykreślić zależność siły sprężystości od wydłużenia sprężyny

Aby skorzystać z podglądu prezentacji utwórz konto Google i zaloguj się na nie: https://accounts.google.com

Podpisy slajdów:

Praca laboratoryjna „Pomiar sztywności sprężyny” Nauczyciel fizyki Szkoła średnia GBOU nr 145 Rejon Kalininski w Petersburgu Karabashyan M.V.

sprawdź zasadność prawa Hooke'a dla sprężyny dynamometru i zmierz współczynnik sztywności tej sprężyny. Cel pracy Sprzęt: Zestaw „Mechanika” z zestawu L-micro - statyw ze sprzęgłem i zaciskiem, dynamometr z uszczelnioną skalą, zestaw odważników o znanej masie (po 50 g), linijka z podziałkami milimetrowymi.

Pytania przygotowawcze Co to jest siła sprężystości? Jak obliczyć siłę sprężystości powstającą w sprężynie, gdy zawieszony jest na niej ciężar o masie m kg? Co to jest wydłużenie ciała? Jak zmierzyć wydłużenie sprężyny, gdy jest na niej zawieszone obciążenie? Jakie jest prawo Hooke’a?

Środki ostrożności Podczas pracy z naciągniętą sprężyną należy zachować ostrożność. Nie upuszczaj ani nie rzucaj ładunków.

Opis pracy: Zgodnie z prawem Hooke'a moduł F siły sprężystej i moduł x wydłużenia sprężyny powiązane są zależnością F = kx. Mierząc F i x, można znaleźć współczynnik sztywności k, korzystając ze wzoru

W każdym z eksperymentów wyznacza się sztywność przy różnych wartościach siły sprężystości i wydłużenia, czyli zmieniają się warunki eksperymentu. Dlatego też, aby znaleźć średnią wartość sztywności, nie można obliczyć średniej arytmetycznej wyników pomiarów. Zastosujmy graficzną metodę wyznaczania wartości średniej, którą można zastosować w takich przypadkach. Na podstawie wyników kilku eksperymentów skonstruujemy wykres zależności modułu siły sprężystości Fel od modułu wydłużenia \x\. Konstruując wykres na podstawie wyników eksperymentu, punkty doświadczalne mogą nie leżeć na linii prostej, co odpowiada wzorowi F yпp =k\x\. Jest to spowodowane błędami pomiarowymi. W takim przypadku wykres należy narysować tak, aby po przeciwnych stronach linii prostej pojawiła się w przybliżeniu taka sama liczba punktów. Po zbudowaniu wykresu weź punkt na prostej (w środkowej części wykresu), określ z niego wartości siły sprężystości i wydłużenia odpowiadające temu punktowi i oblicz sztywność k. Będzie to pożądana średnia wartość sztywności sprężyny k śr.

1. Przymocuj koniec sprężyny śrubowej do statywu (drugi koniec sprężyny ma strzałkę i haczyk). 2. Obok lub za sprężyną zamontuj i zabezpiecz linijkę z podziałką milimetrową. 3. Zaznacz i zapisz podział linijki, naprzeciw którego opada strzałka wskaźnika sprężyny. 4. Zawiesić na sprężynie ciężar o znanej masie i zmierzyć wywołane przez to wydłużenie sprężyny. 5. Do pierwszego ciężarka dodać drugi, trzeci itd., za każdym razem rejestrując wydłużenie x\ sprężyny. Na podstawie wyników pomiarów wypełnij tabelę POSTĘP PRACY:

Nr doświadczenia m, kg mg, H x, m 1 0,1 2 0,2 ​​3 0,3 4 0,4

6. Narysuj osie współrzędnych x i F, wybierz dogodną skalę i nanieś powstałe punkty doświadczalne. 7. Ocenić (jakościowo) zasadność prawa Hooke’a dla danej sprężyny: czy punkty doświadczalne leżą w pobliżu jednej prostej przechodzącej przez początek współrzędnych? 8. Na podstawie wyników pomiarów wykreślić zależność siły sprężystości od wydłużenia i na tej podstawie określić średnią wartość sztywności sprężyny k śr. 9. Oblicz największy błąd względny, z jakim została znaleziona wartość k cp 10. Zapisz swoje wnioski.

Pytania testowe: Jak nazywa się związek pomiędzy siłą sprężystości a wydłużeniem sprężyny? Sprężyna hamowni pod wpływem siły 4 N wydłużona o 5 mm. Wyznacz ciężar ładunku, pod wpływem którego sprężyna ta rozciąga się o 16 mm.

Praca laboratoryjna.

Wyznaczanie współczynnika sztywności sprężyny.

Cel pracy: Korzystając z eksperymentalnej zależności siły sprężystości od wydłużenia bezwzględnego, oblicz współczynnik sztywności sprężyny.

Sprzęt: statyw, linijka, sprężyna, odważniki o wadze 100 g.

Teoria. Przez deformację rozumie się zmianę objętości lub kształtu ciała pod wpływem sił zewnętrznych. Kiedy zmienia się odległość między cząsteczkami substancji (atomami, cząsteczkami, jonami), zmieniają się siły oddziaływania między nimi. Wraz ze wzrostem odległości zwiększają się siły przyciągania, a wraz ze zmniejszaniem się odległości siły odpychające mają tendencję do przywracania ciała do pierwotnego stanu. Dlatego siły sprężyste mają charakter elektromagnetyczny. Siła sprężystości jest zawsze skierowana w stronę położenia równowagi i dąży do przywrócenia ciała do stanu pierwotnego. Siła sprężystości jest wprost proporcjonalna do bezwzględnego wydłużenia ciała.

Prawo Hooke’a: Siła sprężystości powstająca podczas odkształcania ciała jest wprost proporcjonalna do jego wydłużenia (ściskania) i jest skierowana przeciwnie do ruchu cząstek ciała podczas odkształcania , F kontrola = kΔx , Gdziek- współczynnik

sztywność [k] = N/m,Δ X = Δ L – moduł wydłużania korpusu.

Współczynnik sztywności zależy od kształtu i wielkości ciała,

ale także na materiale. Jest ona liczbowo równa sile sprężystości

przy wydłużaniu (uciskaniu) ciała o 1 m.

Kolejność pracy.

1. Zamontuj dynamometr na statywie.

2. Zmierz pierwotną długość sprężyny za pomocą linijkiL 0 .

3 . Zawiesić masę 100 g.

4. Zmierz długość odkształconej sprężyny za pomocą linijkiL. Określ błąd pomiaru długości:ΔƖ= 0,5 działki*C 1 , GdzieZ 1 – cena podziału linijki.

5. Oblicz wydłużenie sprężynyΔх = Δ L = L – L 0 .

6. Na obciążenie w spoczynku względem sprężyny działają dwa wzajemnie się kompensującesiły: grawitacja i sprężystośćF t = F kontrola (patrz górne zdjęcie)

7. Oblicz siłę sprężystości korzystając ze wzoru, F kontrola = M G . Określ błąd pomiaru siły: Δ F = 0,5 działki*S 2 , GdzieZ 2 – cena podziału hamowni.

8. Zawieś ładunek o masie 200 g i powtórz doświadczenie zgodnie z krokami 4-6.

9. Zawieś ładunek o masie 300 g i powtórz doświadczenie zgodnie z krokami 4-6.

10. Wpisz wyniki do tabeli.

11. Oblicz stałą sprężyny dla każdego pomiaruK= F kontrola /Δx i zapisz te wartości w tabeli. Określ średniąDO Poślubić

12. Określ bezwzględny błąd pomiaru Δ k = ( Δ F / F kontrola + ΔƖ /L) * Do wymierzony , Gdzie Δ F – błąd pomiaru siły,ΔƖ – błąd pomiaru długości.

13. Wybierz układ współrzędnych i wykreśl zależność siły sprężystościF kontrola z przedłużenia sprężyny Δ L .

Tabela pomiarów

p/s

Długość początkowa,L 0, M

Długość końcowaL, M

Wydłużenie bezwzględne ΔX 1 =Δ L = L – L 0, M

Siła sprężystości,F były. N

Współczynnik sztywności, K, N/m

14. Wyciągnąć wniosek. Otrzymany w wyniku eksperymentów współczynnik sztywności sprężyny można zapisać:k = k Poślubić wymierzony (każdy uczeń ma swój własny współczynnik) ±Δ Do (błąd jest inny dla każdego).

Praca laboratoryjna z fizyki, klasa 9 Gendenshtein Orlov Postęp

1 - Przymocuj koniec sprężyny do statywu. Zmierz wysokość, na której dolny koniec sprężyny znajduje się nad stołem.

2 - Zawieś 100 gramowy ciężarek na sprężynie. Zmierz wysokość, na której dolny koniec sprężyny znajduje się teraz nad stołem. Oblicz wydłużenie sprężyny.

3 - Powtórz pomiary, zawieszając na sprężynie dwa, trzy i cztery ciężarki o masie 100 gramów.

4 – Zapisz wyniki w tabeli.

5 - Narysuj układ współrzędnych, aby wykreślić zależność siły sprężystości od wydłużenia sprężyny.

7 - Określ, jak siła sprężystości zależy od wydłużenia sprężyny.

Im większe wydłużenie sprężyny, tym większa siła sprężystości, to znaczy im dłużej sprężyna się rozciąga, tym większa jest siła sprężystości.

8 - Korzystając z skonstruowanej linii prostej, znajdź sztywność sprężyny.

k = Fkontrola /|x|
k = 4/0,1 = 40 H/m

9 - Określ, czy sztywność sprężyny zależy od jej długości, a jeśli tak, to jak zmienia się w miarę zmniejszania się długości sprężyny.

Sztywność sprężyny nie zależy od wydłużenia jej długości. Każda sprężyna ma k (sztywność sprężyny) i jest stała, niezależna od Fcontrol i Δx

Praca laboratoryjna

„Wyznaczanie sztywności sprężyny”

Cel pracy : Wyznaczanie stałej sprężystości. Sprawdzenie ważności prawa Hooke'a. Oszacowanie błędu pomiaru.

Porządek pracy .

Podstawowy poziom

Sprzęt : statyw ze złączem i stopką, zestaw odważników 100 g, hamownia sprężynowa, linijka.

L0 F

L1 w tym przypadku.

l= L0 - L1

kPoślubić.według wzorukPoślubić=( k1 + k2 + k3 )/3

F,N

l,M

k,N/m

kPoślubić, N/m

6. Narysuj wykres zależnościl ( F).

Poziom zaawansowany

Sprzęt : statyw ze złączem i stopką, zestaw odważników 100 g, sprężyna, linijka.

Zamontuj sprężynę na statywie i zmierz jej długośćL0 przy braku wpływu zewnętrznego (F=0H). Wyniki pomiarów zapisz w tabeli.

Zawieś na sprężynie obciążenie 1 N i określ jej długośćL1 w tym przypadku.

Znajdź odkształcenie (wydłużenie) sprężyny korzystając ze wzorul= L0 - L1 .Wprowadź wyniki pomiarów do tabeli.

Podobnie znajdź wydłużenie sprężyny przy zawieszaniu ciężarów o masie 2 N i 3 N. Wyniki pomiarów wpisz do tabeli.

Oblicz średnią arytmetycznąkPoślubić.według wzorukPoślubić=( k1 + k2 + k3 )/3

Oszacuj błąd ∆kmetodą średniego błędu. Aby to zrobić, oblicz moduł różnicy│ kPoślubić- kI│=∆ kIdla każdego wymiaru

k = k Poślubić ±∆ k

F,N

l,M

k,N/m

kPoślubić, N/m

∆k,N/m

∆kPoślubić, N/m

Poziom zaawansowany

Sprzęt: statyw ze złączem i stopką, zestaw ciężarków 100 g, sprężyna, linijka.

Zamontuj sprężynę na statywie i zmierz jej długośćL0 przy braku wpływu zewnętrznego (F=0H). Wyniki pomiarów zapisz w tabeli.

Zawieś na sprężynie obciążenie 1 N i określ jej długośćL1 w tym przypadku.

Znajdź odkształcenie (wydłużenie) sprężyny korzystając ze wzorul= L0 - L1 .Wprowadź wyniki pomiarów do tabeli.

Podobnie znajdź wydłużenie sprężyny przy zawieszaniu ciężarów o masie 2 N i 3 N. Wyniki pomiarów wpisz do tabeli.

Oblicz średnią arytmetycznąkPoślubić.według wzorukPoślubić=( k1 + k2 + k3 )/3

Oblicz błędy względne i bezwzględny błąd pomiaru∆ kwedług formuł

ε F=(∆ F0 + FI) / Fmaks

ε l=(∆ l0 + lI) / lmaks

ε k=ε F+ε l

∆k= εk* kPoślubić

Uzyskany wynik zapisz w formularzuk = k av±∆ k

Narysuj wykres zależnościl ( F).Sformułuj geometryczne znaczenie sztywności.

F,N

l,M

k,N/m

kPoślubić, N/m

ε F

ε l

ε k

∆ k