Laboratorinis darbas, matuojant spyruoklės standumo koeficientą. Fizikos laboratorinis darbas „spyruoklės standumo matavimas“

Norėdami naudoti pristatymų peržiūras, susikurkite „Google“ paskyrą ir prisijunkite prie jos: https://accounts.google.com

Skaidrių antraštės:

Laboratoriniai darbai„Spyruoklės standumo matavimas“ Fizikos mokytoja, 145 vidurinė mokykla, Kalininsko r. Sankt Peterburgas Karabašjanas M.V.

patikrinkite Huko dėsnio galiojimą dinamometro spyruoklei ir išmatuokite šios spyruoklės standumo koeficientą. Darbo paskirtis Įranga: „Mechanics“ komplektas iš L-micro komplekto - trikojis su mova ir spaustuku, dinamometras su lipnia svarstykle, svarmenų komplektas žinoma masė(po 50 g), liniuotė su milimetrų padalomis.

Parengiamieji klausimai Kas yra tamprumo jėga? Kaip apskaičiuoti tamprumo jėgą, atsirandančią spyruoklėje, kai ant jos pakabinamas m kg sveriantis krovinys? Kas yra kūno pailgėjimas? Kaip išmatuoti spyruoklės pailgėjimą, kai nuo jos pakabinama apkrova? Kas yra Huko dėsnis?

Saugos priemonės Būkite atsargūs dirbdami su ištempta spyruokle. Nemeskite ir nemeskite krovinių.

Darbo aprašymas: Pagal Huko dėsnį tamprumo jėgos modulis F ir spyruoklės pailgėjimo modulis x yra susijęs ryšiu F = kx. Išmatavę F ir x, pagal formulę galite rasti standumo koeficientą k

Kiekviename eksperimente standumas nustatomas ties skirtingos reikšmės elastingumo ir pailgėjimo jėgos, t.y., keičiasi eksperimento sąlygos. Todėl norint rasti vidutinę standumo vertę, neįmanoma apskaičiuoti vidurkio aritmetiniai rezultatai matavimai. Pasinaudokime grafiškai rasti vidutinę vertę, kuri gali būti taikoma tokiais atvejais. Remdamiesi kelių eksperimentų rezultatais, sudarysime tamprumo jėgos modulio Fel priklausomybės nuo pailgėjimo modulio \x\ grafiką. Kuriant grafiką remiantis eksperimento rezultatais, eksperimentiniai taškai gali būti ne tiesėje, kuri atitinka formulę F yпp =k\x\. Taip yra dėl matavimo klaidų. Tokiu atveju grafikas turėtų būti vykdomas taip, kad apytiksliai tas pats numeris taškų, paaiškėjo, anot skirtingos pusės nuo tiesios linijos. Sudarę grafiką, paimkite tašką tiesėje (vidurinėje grafiko dalyje), iš jo nustatykite šį tašką atitinkančias tamprumo jėgos ir pailgėjimo reikšmes ir apskaičiuokite standumą k. Tai bus norima vidutinė spyruoklės standumo k avg vertė.

1. Pritvirtinkite spyruoklės galą prie trikojo (kitame spyruoklės gale yra rodyklė ir kabliukas). 2. Šalia arba už spyruoklės sumontuokite ir pritvirtinkite liniuotę su milimetrų padalomis. 3. Pažymėkite ir užrašykite liniuotės padalą, į kurią krenta spyruoklinė rodyklė. 4. Ant spyruoklės pakabinkite žinomos masės apkrovą ir išmatuokite jos sukeltą spyruoklės pailgėjimą. 5. Prie pirmojo svarelio pridėkite antrąjį, trečiąjį ir tt svarelius, kiekvieną kartą registruodami spyruoklės pailgėjimą x\. Remdamiesi matavimo rezultatais, užpildykite lentelę DARBO EIGA:

Eksperimento nr. m, kg mg, H x, m 1 0,1 2 0,2 ​​3 0,3 4 0,4

6. Nubraižykite x ir F koordinačių ašis, pasirinkite patogų mastelį ir nubrėžkite gautus eksperimentinius taškus. 7. Įvertinkite (kokybiškai) Huko dėsnio galiojimą tam tikrai spyruoklei: ar eksperimentiniai taškai yra šalia vienos tiesės, einančios per koordinačių pradžią? 8. Remdamiesi matavimo rezultatais, nubraižykite tamprumo jėgos priklausomybę nuo pailgėjimo ir, naudodami ją, nustatykite vidutinę spyruoklės standumo k avg reikšmę. 9. Apskaičiuokite didžiausią santykinė klaida, su kuria buvo rasta k cp 10 reikšmė Užrašykite savo išvadą.

Testo klausimai: kaip vadinamas ryšys tarp tamprumo jėgos ir spyruoklės pailgėjimo? Dinamometro spyruoklė, veikiama 4 N jėgos, pailgėjo 5 mm. Nustatykite apkrovos, kuriai veikiant ši spyruoklė pailgėja 16 mm, svorį.

Fizikos 9 klasei (I.K.Kikoin, A.K.Kikoin, 1999),
užduotis №2
į skyrių " LABORATORINIS DARBAS».

Darbo tikslas: pagal spyruoklės pailgėjimo matavimus rasti spyruoklės standumą skirtingos reikšmės gravitacija

tamprumo jėgos balansavimas pagal Huko dėsnį:

Kiekviename eksperimente standumas nustatomas esant skirtingoms tamprumo jėgos ir pailgėjimo reikšmėms, ty keičiasi eksperimento sąlygos. Todėl norint rasti vidutinę standumo reikšmę, neįmanoma apskaičiuoti matavimo rezultatų aritmetinio vidurkio. Vidutinei reikšmei rasti naudokime grafinį metodą, kuris gali būti pritaikytas tokiais atvejais. Remdamiesi kelių eksperimentų rezultatais, sudarysime tamprumo jėgos modulio Fel priklausomybės nuo pailgėjimo modulio |x| grafiką. Kuriant grafiką remiantis eksperimento rezultatais, eksperimentiniai taškai gali būti ne tiesėje, kuri atitinka formulę

Taip yra dėl matavimo klaidų. Tokiu atveju grafikas turi būti nubraižytas taip, kad priešingose ​​tiesės pusėse būtų maždaug tiek pat taškų. Sudarę grafiką, paimkite tašką tiesėje (vidurinėje grafiko dalyje), iš jo nustatykite šį tašką atitinkančias tamprumo jėgos ir pailgėjimo reikšmes ir apskaičiuokite standumą k. Tai bus norima vidutinė spyruoklės standumo k avg vertė.

Matavimo rezultatas dažniausiai rašomas išraiška k = = k cp ±Δk, kur Δk yra didžiausia absoliuti matavimo paklaida. Iš algebros kurso ( VII klasė) žinoma, kad santykinė paklaida (ε k) yra lygi absoliučios paklaidos Δk ir k reikšmės santykiui:

iš kur Δk - ε k k. Yra santykinės paklaidos apskaičiavimo taisyklė: jei eksperimentiniu būdu nustatyta vertė randama padauginus ir padalijus apytiksles reikšmes, įtrauktas į skaičiavimo formulė, tada santykinės klaidos sumuojasi. Šiame darbe

Matavimo priemonės: 1) svorių rinkinys, kurių kiekvieno masė m 0 = 0,100 kg, o paklaida Δm 0 = 0,002 kg; 2) liniuote su milimetrų padalomis.

Medžiagos: 1) trikojis su movomis ir kojele; 2) spiralinė spyruoklė.

Darbo tvarka

1. Spiralinės spyruoklės galą pritvirtinkite prie trikojo (kitame spyruoklės gale yra rodyklė ir kabliukas – 176 pav.).

2. Šalia arba už spyruoklės sumontuokite ir pritvirtinkite liniuotę su milimetrų padalomis.

3. Pažymėkite ir užrašykite liniuotės padalą, į kurią krenta spyruoklinė rodyklė.

4. Ant spyruoklės pakabinkite žinomos masės apkrovą ir išmatuokite jos sukeltą spyruoklės pailgėjimą.

5. Prie pirmosios apkrovos pridėkite antrą, trečią ir tt svarmenis, kiekvieną kartą užrašydami pailgėjimą |x| spyruoklės. Remdamiesi matavimo rezultatais, užpildykite lentelę:

6. Pagal matavimo rezultatus nubraižykite tamprumo jėgos priklausomybę nuo pailgėjimo ir, naudodami ją, nustatykite vidutinę spyruoklės standumo k cp reikšmę.

7. Apskaičiuokite didžiausią santykinę paklaidą, su kuria buvo rasta k av reikšmė (iš eksperimento su viena apkrova). (1) formulėje

kadangi paklaida matuojant pailgėjimą yra Δx=1 mm, tai

8. Rasti

ir parašykite atsakymą taip:

1 Paimkite g≈10 m/s 2 .

Huko dėsnis: „Kūno deformacijos metu atsirandanti tamprumo jėga yra proporcinga jo pailgėjimui ir yra nukreipta priešinga kūno dalelių judėjimo krypčiai deformacijos metu“.

Huko dėsnis

Standumas yra tamprumo jėgos ir spyruoklės ilgio pokyčio, veikiant ją veikiančiai jėgai, proporcingumo koeficientas. Pagal trečiąjį Niutono dėsnį, spyruoklę veikianti jėga yra lygi joje sukuriamai tamprumo jėgai. Taigi, spyruoklės standumas gali būti išreikštas taip:

čia F – spyruoklę veikianti jėga, o x – jos veikiamos spyruoklės ilgio pokytis. Matavimo priemonės: svarelių rinkinys, kiekvieno masė m 0 = (0,1 ± 0,002) kg.

Liniuotė su milimetrų padalomis (Δx = ±0,5 mm). Darbo atlikimo tvarka aprašyta vadovėlyje ir komentarų nereikalauja.

	svoris, kg		plėtinys |x|,

Darbo tikslas – patikrinti Huko dėsnio galiojimą
dinamometro spyruoklės ir išmatuokite koeficientą
šio pavasario standumas.
Įranga:
trikojis su mova ir spaustuku, dinamometras su
užplombuotas svarstyklėmis, žinomos masės svorių rinkinys
(po 100 g), liniuotė su milimetrų padalomis.

PAŽANGA:

10.

Laboratorinis darbas „Spyruoklės standumo matavimas“ Darbo tikslas: pagal Huko dėsnį k = Fspr/x nustatyti spyruoklės standumą, esant skirtingoms gravitacijos jėgos vertėms Ft, subalansuojant tamprumo jėgą Fspr. Kiekviename eksperimente standumas nustatomas esant skirtingoms tamprumo jėgos ir pailgėjimo reikšmėms, t.y. keičiasi eksperimento sąlygos. Todėl norint rasti vidutinę reikšmę, neįmanoma apskaičiuoti matavimo rezultatų aritmetinio vidurkio. Remdamiesi kelių eksperimentų rezultatais, sudarysime Fel priklausomybės nuo pailgėjimo x grafiką. Kuriant grafiką remiantis eksperimento rezultatais, eksperimentiniai taškai gali būti ne toje pačioje tiesėje, kuri nustatoma pagal formulę Fpr=kx. Taip yra dėl matavimo klaidų. Tokiu atveju grafikas turi būti nubraižytas taip, kad priešingose ​​tiesės pusėse būtų maždaug tiek pat taškų. Sudarę grafiką, paimkite tašką tiesėje (vidurinėje grafiko dalyje), iš jo nustatykite šį tašką atitinkančias tamprumo jėgos ir pailgėjimo reikšmes ir apskaičiuokite standumą k. Tai bus norima vidutinė spyruoklės standumo kavg vertė. Matavimo rezultatas rašomas išraiškos k=kр±Δk forma, kur Δk – absoliuti k matavimo paklaida. Santykinė paklaida εk= , iš kur Δk=εkk. Santykinei paklaidai apskaičiuoti galioja k taisyklė: jei eksperimentiniu būdu nustatyta vertė randama padauginus ir padalijus apytiksles reikšmes, įtrauktas į skaičiavimo formulę, santykinės paklaidos sumuojamos. Šiame darbe k= Fcontrol/x. Todėl εk=εF+εx. Įranga ir medžiagos: 1) Svarelių komplektas, trikojis su mova ir pėdele, dinamometras, liniuotė su milimetrų padalomis. Darbo tvarka. 1. Sumontuokite dinamometrą ant trikojo. 2. Netoliese pritvirtinkite arba sumontuokite liniuotę su milimetrais. 3. Ant spyruoklės pakabinkite apkrovą, išmatuokite sukuriamą tamprumo jėgą ir spyruoklės pailgėjimą. 4. Pridėkite antrą, trečią ir pan. svorius ir pakartokite matavimus. Remdamiesi matavimo rezultatais, užpildykite lentelę. Eksperimento numeris 1 2 3 4 F, N x, m 5. Remdamiesi matavimo rezultatais, nubraižykite tamprumo jėgos priklausomybę nuo spyruoklės pailgėjimo ir, naudodami ją, nustatykite vidutinę spyruoklės standumo reikšmę kavg. 6. Apskaičiuokite santykinę paklaidą, su kuria buvo rastas kср (iš eksperimento su viena F x apkrova). Eksperimente εF= , εx= . Klaida matuojant pailgėjimą Δx=1 mm, F x paklaida matuojant jėgą ΔF=0,1N. 7. Raskite Δk=εkkср ir išvestyje parašykite atsakymą forma k=kср±Δk. Laboratorinis darbas „Trinties koeficiento matavimas“ Darbo tikslas: Pagal formulę Ftr = μP nustatyti paviršiumi slystančio medinio bloko trinties koeficientą. Naudodami dinamometrą išmatuokite jėgą, kuria reikia tolygiai traukti bloką su apkrovomis horizontalus paviršius. Ši jėga yra lygi trinties jėgai Ftr. Naudodami tą patį dinamometrą galite sužinoti pakrauto bloko svorį. Taip nustačius trinties jėgos reikšmes esant įvairioms kūno masės vertėms, reikia nubraižyti Ftr priklausomybę nuo P ir rasti vidutinę trinties koeficiento vertę, kaip ir ankstesniame darbe. Įranga ir medžiagos: medinė kaladėlė, paviršius (pavyzdžiui, rašomasis stalas), svarmenų komplektas, dinamometras. Darbo tvarka. 1. Padėkite bloką ant horizontalaus paviršiaus. 2. Prie bloko pritvirtinkite dinamometrą, tolygiai traukite per paviršių, pastebėdami dinamometro rodmenis. 3. Pasverkite bloką ir svorį. 4. Antrąjį ir trečiąjį svarelius pridėkite prie pirmojo svarelio, kiekvieną kartą pasverdami bloką ir svarmenis bei išmatuodami trinties jėgą. Įveskite matavimo rezultatus į lentelę Eksperimento numeris 1 2 3 4 P, N ΔP, N Ftr, N ΔFtr, N 5. Remdamiesi matavimo rezultatais nubraižykite Ftr priklausomybę nuo P ir raskite vidutinę trinties koeficiento reikšmę. μav. 6. Apskaičiuokite santykinę paklaidą matuojant trinties koeficientą. Nes μ= Ftr/P, tada ε μ=εFtr+εP. Trinties koeficientas buvo išmatuotas su didžiausia paklaida eksperimente su viena apkrova. Raskite absoliučią paklaidą Δ μ= ε μ μav ir išvestyje parašykite atsakymą kaip μ= μav±Δ μ.