Travaux de laboratoire mesurant le coefficient de raideur du ressort. Travaux de laboratoire de physique "mesure de la raideur des ressorts"

Pour utiliser les aperçus de présentation, créez un compte Google et connectez-vous : https://accounts.google.com

Légendes des diapositives :

Travaux de laboratoire« Mesure de la rigidité du ressort » 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 scotchée, jeu de poids 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 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 la rigidité, il est impossible de calculer la valeur moyenne résultats arithmétiques mesures. Profitons 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 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 planning doit être réalisé de manière à ce qu'environ même numéro points, il s'est avéré, selon 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.

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 le plus grand erreur relative, à partir de laquelle la valeur de k cp 10 a été trouvée. Écrivez 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.

En physique pour la 9e année (I.K.Kikoin, A.K.Kikoin, 1999),
tâche №2
au chapitre " TRAVAUX DE LABORATOIRE».

Objectif du travail : trouver la raideur du ressort à partir des mesures de l'allongement du ressort à différentes significations pesanteur

équilibrage de la force élastique basé sur la loi de Hooke :

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

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 valeur moyenne souhaitée de la raideur du ressort k moy.

Le résultat de la mesure est généralement écrit 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

Moyens 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.

Matériel : 1) trépied avec raccords et pied ; 2) ressort spiral.

Bon 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 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. À la première charge, ajoutez les deuxième, troisième, etc. poids, en notant à chaque fois l'allongement |x| ressorts. Sur la base des résultats de mesure, remplissez le tableau :

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. Calculez la plus grande erreur relative avec laquelle la valeur de k av a été trouvée (à partir d'une expérience avec une 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 Prenez 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. Moyens de mesure : un ensemble de poids, la masse de chacun est m 0 = (0,1 ± 0,002) kg.

Règle avec divisions millimétriques (Δx = ±0,5 mm). La procédure d'exécution du travail est décrite dans le manuel et ne nécessite pas de commentaires.

	poids, kg		extension |x|,

Le but du travail est de vérifier la validité de la loi de Hooke pour
ressorts du dynamomètre et mesurer le coefficient
la raideur de ce ressort.
Équipement:
trépied avec accouplement et pince, dynamomètre avec
scellé avec une balance, un ensemble de poids de masse connue
(100 g chacun), règle avec divisions millimétriques.

PROGRÈS:

10.

Travaux de laboratoire « Mesure de la raideur du ressort » Objectif du travail : trouver la raideur du ressort à partir de mesures du ressort à différentes valeurs de la force de gravité Ft, équilibrant la force élastique Fspr, sur la base de la loi de Hooke k = Fspr/x. Dans chaque expérience, la rigidité est déterminée à différentes valeurs de force élastique et d'allongement, c'est-à-dire les conditions expérimentales changent. Par conséquent, pour trouver la valeur moyenne, il est impossible de calculer la moyenne arithmétique des résultats de mesure. Sur la base des résultats de plusieurs expériences, nous construirons un graphique de la dépendance de Fel à l'allongement x. Lors de la construction d'un graphique basé sur les résultats d'une expérience, les points expérimentaux peuvent ne pas se trouver sur la même ligne droite, qui est déterminée selon la formule Fpr=kx. 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 valeur moyenne souhaitée de la rigidité du ressort kavg. Le résultat de la mesure s'écrit sous la forme k=kр±Δk, où Δk est l'erreur de mesure absolue k. Erreur relative εk= , d'où Δk=εkk. Il existe une règle k 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 la formule de calcul, alors les erreurs relatives sont additionnées. Dans ce travail k= Fcontrol/x. Donc εk=εF+εx. Équipements et matériels : 1) Un jeu de poids, un trépied avec un accouplement et un pied, un dynamomètre, une règle à divisions millimétriques. L'ordre des travaux. 1. Montez le dynamomètre sur un trépied. 2. Fixez ou installez une règle avec des divisions millimétriques à proximité. 3. Accrochez une charge au ressort, mesurez la force élastique générée et l'allongement du ressort. 4. Ajoutez-en un deuxième, un troisième, etc. poids et répétez les mesures. Sur la base des résultats de mesure, remplissez le tableau. Numéro d'expérience 1 2 3 4 F, N x, m 5. Sur la base des résultats de mesure, tracez la dépendance de la force élastique sur l'allongement du ressort et, à l'aide de celle-ci, déterminez la valeur moyenne de la rigidité du ressort kavg. 6. Calculez l'erreur relative avec laquelle kср a été trouvé (à partir de l'expérience avec une charge F x). Dans l'expérience εF= , εx= . Erreur lors de la mesure de l'allongement Δx=1 mm, F x erreur lors de la mesure de la force ΔF=0,1N. 7. Trouvez Δk=εkkср et dans le résultat, écrivez la réponse sous la forme k=kср±Δk. Travail de laboratoire « Mesure du coefficient de frottement » Objectif du travail : Déterminer le coefficient de frottement d'un bloc de bois glissant sur une surface à l'aide de la formule Ftr = μP. À l'aide d'un dynamomètre, mesurez la force avec laquelle vous devez tirer un bloc avec des charges uniformément sur surface horizontale. Cette force est égale en grandeur à la force de frottement Ftr. En utilisant le même dynamomètre, vous pouvez trouver le poids d'un bloc chargé. Après avoir ainsi déterminé les valeurs de la force de frottement à différentes valeurs du poids corporel, il est nécessaire de tracer la dépendance de Ftr sur P et de trouver la valeur moyenne du coefficient de frottement, comme dans les travaux précédents. Équipements et matériaux : un bloc de bois, une surface (par exemple un bureau), un jeu de poids, un dynamomètre. L'ordre des travaux. 1. Placez le bloc sur une surface horizontale. 2. Fixez un dynamomètre au bloc, tirez-le uniformément sur la surface, en notant les lectures du dynamomètre. 3. Pesez le bloc et le poids. 4. Ajoutez les deuxième et troisième poids au premier poids, en pesant à chaque fois le bloc et les poids et en mesurant la force de friction. Entrez les résultats de mesure dans le tableau. Numéro d'expérience 1 2 3 4 P, N ΔP, N Ftr, N ΔFtr, N 5. Sur la base des résultats de mesure, tracez la dépendance de Ftr sur P et trouvez la valeur moyenne du coefficient de frottement. µav. 6. Calculez l'erreur relative dans la mesure du coefficient de frottement. Parce que µ= Ftr/P, alors ε µ=εFtr+εP. Le coefficient de frottement a été mesuré avec la plus grande erreur lors d'une expérience avec une seule charge. Trouvez l'erreur absolue Δ μ= ε μ μav et écrivez la réponse dans la sortie sous la forme μ= μav±Δ μ.