objectif du travail : trouver la raideur du ressort à partir de mesures de l'allongement du ressort à différentes significations pesanteur
équilibrage de la force élastique basé sur la loi de Hooke : 
dans chaque expérience, la rigidité est déterminée à différentes significations forces d'élasticité et d'allongement, c'est-à-dire que les conditions expérimentales changent. par conséquent, pour trouver la valeur moyenne de rigidité, il est impossible de calculer la moyenne résultats arithmétiques mesures. profitons-en graphiquement trouver une valeur moyenne qui peut être appliquée dans de tels cas. Sur la base des résultats de plusieurs expériences, nous construirons un graphique de la dépendance du module de la force élastique f exr sur le module d'allongement |x|. lors de la construction d'un graphique basé sur les résultats de l'expérience, les points expérimentaux peuvent ne pas être sur la droite qui correspond à la formule 
cela est dû à des erreurs de mesure. dans ce cas, le planning doit être réalisé de manière à ce qu'environ même numéro les points se sont avérés être différents côtés de la ligne droite. Après avoir construit le graphique, prenez un point sur la droite (dans la partie médiane du graphique), déterminez-en les valeurs de la force élastique et de l'allongement correspondant à ce point, et calculez la raideur k. ce sera la valeur moyenne souhaitée de la raideur du ressort k moy.
le résultat de la mesure s'écrit généralement sous la forme k = = k cp ±δk, où δk est la plus grande erreur de mesure absolue. du cours d'algèbre ( VIIe classe) on sait que l'erreur relative (ε k) est égale au rapport de l'erreur absolue δk à la valeur de k : 
d'où δk - ε k k. Il existe une règle pour calculer l'erreur relative : si la valeur déterminée expérimentalement est trouvée à la suite de la multiplication et de la division des valeurs approximatives incluses dans formule de calcul, alors les erreurs relatives s'additionnent. dans ce travail 
C'est pourquoi
instruments de mesure : 1) un ensemble de poids, la masse de chacun est m 0 = 0,100 kg et l'erreur δm 0 = 0,002 kg ; 2) une règle avec des divisions millimétriques.
matériaux : 1) trépied avec raccords et pied ; 2) ressort spiral.
ordre de travail
1. Fixez l'extrémité du ressort spiral au trépied (l'autre extrémité du ressort est équipée d'une flèche et d'un crochet - Fig. 176). 
2. À côté du ressort ou derrière celui-ci, installez et fixez une règle avec des divisions millimétriques.
3. Marquez et notez la division de la règle contre laquelle tombe la flèche du pointeur à ressort.
4. accrocher un poids au ressort masse connue et mesurez l’allongement du ressort qui en résulte.
5. À la première charge, ajoutez les deuxième, troisième, etc. poids, en enregistrant à chaque fois l'allongement |x| ressorts. Sur la base des résultats de mesure, remplissez le tableau :
nombre expérience | m, kg | mg 1, n | |x|,m |
6. Sur la base des résultats de mesure, tracez la dépendance de la force élastique sur l'allongement et, à l'aide de celle-ci, déterminez la valeur moyenne de la rigidité du ressort k cp.
7. calculer le plus grand erreur relative, avec lequel la valeur de k moy a été trouvée (à partir d'une expérience avec une seule charge). dans la formule (1)
puisque l'erreur de mesure de l'allongement est δx=1 mm, alors
8. trouver
et écrivez la réponse sous la forme :
1 prendre g≈10 m/s 2.
Loi de Hooke : « la force élastique apparaissant lors de la déformation d'un corps est proportionnelle à son allongement et est dirigée à l'opposé de la direction de mouvement des particules du corps lors de la déformation ».
la loi de Hooke
la raideur est le coefficient de proportionnalité entre la force élastique et la variation de la longueur du ressort sous l'influence d'une force qui lui est appliquée. Selon la troisième loi de Newton, la force appliquée au ressort est égale à la force élastique qui y est générée. Ainsi, la raideur du ressort peut être exprimée comme suit :
où f est la force appliquée au ressort et x est la variation de la longueur du ressort sous son action. instruments de mesure : un ensemble de poids, la masse de chacun est égale à m 0 = (0,1 ± 0,002) kg.
règle avec divisions millimétriques (δх = ±0,5 mm). la procédure d'exécution du travail est décrite dans le manuel et ne nécessite pas de commentaires.
Expérience non. | poids, kg |  | extension |x|, | k, n/m |
m |
Mesure de la rigidité du ressort
10e année
Objectif du travail :
trouver la rigidité du ressort à partir de mesures de l'allongement du ressort à différentes valeurs de gravité équilibrant la force élastique 
, basé sur la loi de Hooke : 
.
Appareils et matériels :
Dans chacune des expériences, la rigidité est déterminée à différentes valeurs de la force élastique et de l'allongement, c'est-à-dire 
.
les conditions expérimentales changent. Par conséquent, pour trouver la valeur moyenne de rigidité, il est impossible de calculer la moyenne arithmétique des résultats de mesure. Utilisons une méthode graphique pour trouver la valeur moyenne, qui peut être appliquée dans de tels cas. Sur la base des résultats de plusieurs expériences, nous construirons un graphique de la dépendance du module de force élastique sur le module d'allongement x. Lors de la construction d'un graphique basé sur les résultats de l'expérience, les points expérimentaux peuvent ne pas se trouver sur la droite qui correspond à la formule 
.
Cela est dû à des erreurs de mesure : dans ce cas, le graphique doit être tracé de manière à ce qu'approximativement le même nombre de points se trouvent sur les côtés opposés de la ligne droite. Après avoir construit le graphique, prenez un point sur la droite (dans la partie médiane du graphique), déterminez-en les valeurs de la force élastique et de l'allongement correspondant à ce point, et calculez la raideur k. 
Ce sera la rigidité moyenne souhaitée du ressort 
-
Le résultat de la mesure est généralement écrit sous la forme d'une expression 
, Où
la plus grande erreur de mesure absolue. On sait que l'erreur relative ( :
) est différent par rapport à l'erreur absolue 
.
à la valeur de k 
, où 
Ce sera la rigidité moyenne souhaitée du ressort 
,
,
Dans ce travail
. ;
C'est pourquoi
.
Erreurs absolues :
= 0,002 kg
=1mm,
Bon de travail
Fixez l'extrémité du ressort hélicoïdal au trépied.
À côté du ressort ou derrière celui-ci, installez et fixez une règle à divisions millimétriques.
|
Marquez et notez la division de la règle contre laquelle tombe la flèche du pointeur à ressort. |
||||
Accrochez une charge de masse connue à un ressort et mesurez l'allongement du ressort provoqué par celle-ci.
Ajoutez le deuxième, le troisième, etc. à la première charge. charges, en enregistrant à chaque fois l'allongement x du ressort. Sur la base des résultats de mesure, remplissez le tableau :
Numéro d'expérience
Établissement d'enseignement municipal « Gymnase n°6 » Atelier de physique, 10e année Travail de laboratoire n°3 
Mesure de la rigidité du ressort 
But du travail 
du module d'extension X. Lors de la construction d'un graphique basé sur les résultats expérimentaux, les points expérimentaux peuvent ne pas se trouver sur la droite correspondant à la formule 
. Cela est dû à des erreurs de mesure. Dans ce cas, le graphique doit être tracé de manière à ce qu'approximativement le même nombre de points se trouvent sur les côtés opposés de la ligne droite. Après avoir construit le graphique, prenez un point sur la droite (dans la partie médiane du graphique), déterminez-en les valeurs de la force élastique et de l'allongement correspondant à ce point et calculez la raideur k. Ce sera la rigidité moyenne souhaitée du ressort 
.
Le résultat de la mesure est généralement écrit sous la forme d'une expression 
, Où 
- la plus grande erreur de mesure absolue. On sait que l'erreur relative ( 
) est égal au rapport de l'erreur absolue à la valeur de la quantité k
: 
, où 
.
Dans ce travail 
. C'est pourquoi 
, Où 
; 
; 
.
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Légendes des diapositives :
Travaux de laboratoire « Mesure de la rigidité des ressorts » Professeur de physique, école secondaire n° 145, district de Kalininsky Saint-Pétersbourg Karabasyan M.V.
vérifier la validité de la loi de Hooke pour le ressort du dynamomètre et mesurer le coefficient de raideur de ce ressort. But du travail Équipement : Ensemble « Mécanique » du kit L-micro - trépied avec accouplement et pince, dynamomètre avec échelle scellée, jeu de poids de masse connue (50 g chacun), règle avec divisions millimétriques.
Questions préparatoires Qu'est-ce que la force élastique ? Comment calculer la force élastique exercée par un ressort lorsqu'une charge pesant m kg y est suspendue ? Qu’est-ce que l’allongement du corps ? Comment mesurer l’allongement d’un ressort lorsqu’une charge y est suspendue ? Qu'est-ce que la loi de Hooke ?
Précautions de sécurité Soyez prudent lorsque vous travaillez avec un ressort étiré. Ne laissez pas tomber ou ne jetez pas de charges.
Description du travail : D'après la loi de Hooke, le module F de la force élastique et le module x de l'allongement du ressort sont liés par la relation F = kx. En mesurant F et x, vous pouvez trouver le coefficient de rigidité k à l'aide de la formule
Dans chacune des expériences, la rigidité est déterminée à différentes valeurs de force élastique et d'allongement, c'est-à-dire que les conditions expérimentales changent. Par conséquent, pour trouver la valeur moyenne de rigidité, il est impossible de calculer la moyenne arithmétique des résultats de mesure. Utilisons une méthode graphique pour trouver la valeur moyenne, qui peut être appliquée dans de tels cas. Sur la base des résultats de plusieurs expériences, nous construirons un graphique de la dépendance du module de force élastique Fel sur le module d'allongement \x\. Lors de la construction d'un graphique basé sur les résultats de l'expérience, les points expérimentaux peuvent ne pas être sur la ligne droite, ce qui correspond à la formule F yпp =k\x\. Cela est dû à des erreurs de mesure. Dans ce cas, le graphique doit être tracé de manière à ce qu'à peu près le même nombre de points apparaissent des côtés opposés de la ligne droite. Après avoir construit le graphique, prenez un point sur la droite (dans la partie médiane du graphique), déterminez-en les valeurs de la force élastique et de l'allongement correspondant à ce point, et calculez la raideur k. Ce sera la valeur moyenne souhaitée de la raideur du ressort k moy.
1. Fixez l'extrémité du ressort hélicoïdal au trépied (l'autre extrémité du ressort a une flèche et un crochet). 2. À côté ou derrière le ressort, installez et fixez une règle avec des divisions millimétriques. 3. Marquez et notez la division de la règle en face de laquelle tombe la flèche du pointeur à ressort. 4. Accrochez une charge de masse connue au ressort et mesurez l'allongement du ressort provoqué par celle-ci. 5. Au premier poids, ajouter les deuxième, troisième, etc., en notant à chaque fois l'allongement x\ du ressort. Sur la base des résultats des mesures, remplissez le tableau AVANCEMENT DES TRAVAUX :
N° d'expérience m, kg mg, H x, m 1 0,1 2 0,2 3 0,3 4 0,4
6. Dessinez les axes de coordonnées x et F, sélectionnez une échelle pratique et tracez les points expérimentaux résultants. 7. Évaluer (qualitativement) la validité de la loi de Hooke pour un ressort donné : les points expérimentaux sont-ils situés à proximité d’une droite passant par l’origine des coordonnées ? 8. Sur la base des résultats de mesure, tracez la dépendance de la force élastique sur l'allongement et, à l'aide de celle-ci, déterminez la valeur moyenne de la rigidité du ressort k moy. 9. Calculez la plus grande erreur relative avec laquelle la valeur de k cp 10 a été trouvée. Notez votre conclusion.
Questions du test : Comment s'appelle la relation entre la force élastique et l'allongement du ressort ? Le ressort du dynamomètre sous l'influence d'une force de 4 N allongé de 5 mm. Déterminez le poids de la charge sous l'action de laquelle ce ressort s'allonge de 16 mm.
Leçon 13/33
Sujet. Travail de laboratoire n°2 « Mesure de la raideur du ressort »
Objectif de la leçon : vérifier la validité de la loi de Hooke pour un ressort dynamométrique et mesurer le coefficient de raideur de ce ressort
Type de cours : contrôle et évaluation des connaissances
Équipement : trépied avec accouplement et pince, dynamomètre avec échelle scotchée, jeu de poids de masse connue (100 g chacun), règle avec graduations millimétriques
AVANCEMENT DES TRAVAUX
1. Montez le dynamomètre sur un trépied à une hauteur suffisamment élevée.
2. Suspendu différentes quantités poids (de un à quatre), calculez pour chaque cas la valeur correspondante F = mg, et mesurez également l'extension correspondante du ressort x.
3. Écrivez les résultats des mesures et des calculs dans le tableau :
m, kg |
mg, N |
||
4. Dessinez les axes de coordonnées x et F, sélectionnez une échelle pratique et tracez les points obtenus au cours de l'expérience.
6. Calculez le coefficient de rigidité en utilisant la formule k = F /x, en utilisant les résultats de l'expérience n° 4 (cela offre la plus grande précision).
7. Pour calculer l'erreur, nous devons utiliser l'expérience que nous avons reçue lors de l'expérience n°4, car elle correspond à la plus petite erreur relative de mesure. Calculer les limites Fmin et Fmax dans lesquelles le vrai sens F, en supposant que Fmin = F - ΔF, F = F + ΔF. Prenons ΔF = 4Δm g, où Δm est l'erreur lors de la fabrication des poids (pour évaluation, on peut supposer que Δm = 0,005 kg) :
où Δх = 0,5 mm.
8. Utilisation de la méthode d'estimation des erreurs mesures indirectes, calculez :
9. Calculez la valeur moyenne de kcep et l'erreur de mesure absolue Δk à l'aide des formules :
10. Calculez l'erreur de mesure relative :
11. Remplissez le tableau :
Fmin, H |
Fmax, H |
xmin, m |
xmax, m |
kmin, N/m |
kmmax, N/m |
k monsieur, N/m |
||
12. Écrivez le résultat dans le cahier de travail de laboratoire sous la forme k = kcep ± Δk, en le remplaçant dans cette formule valeurs numériques valeurs trouvées.
13. Notez la conclusion dans votre cahier de laboratoire : ce que vous avez mesuré et quel résultat vous avez obtenu.
