Глава 2. Взаимодействие тел. § 30. Динамометр — с. 104
Задание 22. Пункт 2*. Определите жёсткость пружины изготовленного вами динамометра.
Идея: по закону Гука F = kΔl, поэтому жёсткость k = F/Δl, где F — сила упругости (равна весу подвешенного груза при покое), Δl — удлинение пружины.
Ход работы. Подвесим к пружине грузики разных масс, для каждого измерим по линейке растяжение Δl (расстояние между отметкой 0 и указателем), найдём силу F = mg (g = 10 Н/кг) и посчитаем k = F/Δl. Данные типичного опыта приведены в таблице (вписаны красным):
m = 20 г: F = 0,02 · 10 = 0,2 Н; Δl = 1,0 см = 0,010 м; k = 0,2/0,010 = 20 Н/м.
m = 30 г: F = 0,3 Н; Δl = 1,6 см = 0,016 м; k = 0,3/0,016 ≈ 18,8 Н/м.
m = 50 г: F = 0,5 Н; Δl = 2,5 см = 0,025 м; k = 0,5/0,025 = 20 Н/м.
m = 100 г: F = 1,0 Н; Δl = 5,2 см = 0,052 м; k = 1,0/0,052 ≈ 19,2 Н/м.
Среднее значение k = (20 + 18,8 + 20 + 19,2) / 4 ≈ 19,5 Н/м ≈ 20 Н/м.
Проверка: цена деления 0,1 Н соответствует растяжению Δl = 0,1 Н / 20 Н/м = 0,005 м = 0,5 см, что совпадает со шкалой.
Вывод: жёсткость пружины самодельного динамометра примерно 20 Н/м, значения k в разных опытах отличаются не более чем на 6 %, то есть закон Гука выполняется.
Оговорка: значения получены для типичной пружины и зависят от вашего прибора.
Ход работы. Подвесим к пружине грузики разных масс, для каждого измерим по линейке растяжение Δl (расстояние между отметкой 0 и указателем), найдём силу F = mg (g = 10 Н/кг) и посчитаем k = F/Δl. Данные типичного опыта приведены в таблице (вписаны красным):
m = 20 г: F = 0,02 · 10 = 0,2 Н; Δl = 1,0 см = 0,010 м; k = 0,2/0,010 = 20 Н/м.
m = 30 г: F = 0,3 Н; Δl = 1,6 см = 0,016 м; k = 0,3/0,016 ≈ 18,8 Н/м.
m = 50 г: F = 0,5 Н; Δl = 2,5 см = 0,025 м; k = 0,5/0,025 = 20 Н/м.
m = 100 г: F = 1,0 Н; Δl = 5,2 см = 0,052 м; k = 1,0/0,052 ≈ 19,2 Н/м.
Среднее значение k = (20 + 18,8 + 20 + 19,2) / 4 ≈ 19,5 Н/м ≈ 20 Н/м.
Проверка: цена деления 0,1 Н соответствует растяжению Δl = 0,1 Н / 20 Н/м = 0,005 м = 0,5 см, что совпадает со шкалой.
Вывод: жёсткость пружины самодельного динамометра примерно 20 Н/м, значения k в разных опытах отличаются не более чем на 6 %, то есть закон Гука выполняется.
Оговорка: значения получены для типичной пружины и зависят от вашего прибора.