Laboratorijske vaje Merjenje koeficienta togosti vzmeti. Laboratorijska naloga za fiziko "merjenje togosti vzmeti"

Če želite uporabljati predogled predstavitev, ustvarite Google račun in se prijavite vanj: https://accounts.google.com

Podnapisi diapozitivov:

Laboratorijsko delo"Merjenje togosti vzmeti" Učitelj fizike, srednja šola št. 145, okrožje Kalininsky Sankt Peterburg Karabašjan M.V.

preverite veljavnost Hookovega zakona za vzmet dinamometra in izmerite koeficient togosti te vzmeti. Namen dela Oprema: Komplet “Mehanika” iz kompleta L-micro - trinožnik s spojko in spono, dinamometer s tračno skalo, set uteži. znana masa(po 50 g), ravnilo z milimetrskimi razdelki.

Pripravljalna vprašanja Kaj je elastična sila? Kako izračunati elastično silo, ki nastane v vzmeti, ko nanjo obesimo breme, ki tehta m kg? Kaj je raztezek telesa? Kako izmeriti raztezek vzmeti, ko je breme obešeno nanjo? Kaj je Hookov zakon?

Varnostni ukrepi Bodite previdni pri delu z raztegnjeno vzmetjo. Ne spuščajte in ne mečite bremena.

Opis dela: Po Hookovem zakonu sta modul F elastične sile in modul x raztezka vzmeti povezana z razmerjem F = kx. Z merjenjem F in x lahko po formuli najdete koeficient togosti k

V vsakem poskusu je togost določena pri različne pomene elastične in raztezne sile, torej se eksperimentalni pogoji spremenijo. Zato je za iskanje povprečne vrednosti togosti nemogoče izračunati povprečje aritmetični rezultati meritve. Izkoristimo grafično iskanje povprečne vrednosti, ki se lahko uporabi v takih primerih. Na podlagi rezultatov več poskusov bomo zgradili graf odvisnosti modula prožnostne sile Fel od razteznega modula \x\. Pri izdelavi grafa na podlagi rezultatov poskusa eksperimentalne točke morda niso na ravni črti, kar ustreza formuli F yпp =k\x\. To je posledica merilnih napak. V tem primeru je treba urnik izvesti tako, da približno enako število točke, se je izkazalo, po različne strani od ravne črte. Po izdelavi grafa vzemite točko na ravni črti (v srednjem delu grafa), iz nje določite vrednosti elastične sile in raztezka, ki ustreza tej točki, in izračunajte togost k. To bo želena povprečna vrednost togosti vzmeti k avg.

1. Konec vijačne vzmeti pritrdite na stojalo (drugi konec vzmeti ima puščico in kavelj). 2. Ob vzmet ali za njo namestite in pritrdite ravnilo z milimetrskimi delitvami. 3. Označi in zapiši razdelek ravnila, ob katerega pade puščica vzmetnega kazalca. 4. Na vzmet obesite breme z znano maso in izmerite raztezek vzmeti, ki ga povzroča. 5. Prvi uteži dodajte drugo, tretjo itd., pri čemer vsakič zabeležite raztezek x\ vzmeti. Na podlagi rezultatov meritev izpolni tabelo POTEK DELA:

Poskus št., kg mg, H x, m 1 0,1 2 0,2 ​​3 0,3 4 0,4

6. Narišite koordinatni osi x in F, izberite primerno merilo in narišite dobljene eksperimentalne točke. 7. Ovrednotite (kvalitativno) veljavnost Hookejevega zakona za dano vzmet: ali se eksperimentalne točke nahajajo blizu ene premice, ki poteka skozi koordinatno izhodišče? 8. Na podlagi rezultatov meritev narišite odvisnost prožne sile od raztezka in z njo določite povprečno vrednost togosti vzmeti k avg. 9. Izračunaj največjo relativna napaka, iz katerega je bila ugotovljena vrednost k cp 10. Zapišite svojo ugotovitev.

Testna vprašanja: Kako se imenuje razmerje med elastično silo in raztezkom vzmeti? Vzmet dinamometra se je pod vplivom sile 4 N podaljšala za 5 mm. Določite težo bremena, pod vplivom katerega se vzmet raztegne za 16 mm.

Pri fiziki za 9. razred (I.K.Kikoin, A.K.Kikoin, 1999),
naloga №2
do poglavja " LABORATORIJSKO DELO».

Namen dela: ugotoviti togost vzmeti iz meritev raztezka vzmeti pri različne pomene gravitacija

uravnoteženje elastične sile na podlagi Hookovega zakona:

V vsakem od poskusov se togost določi pri različnih vrednostih elastične sile in raztezka, t.j. eksperimentalni pogoji se spreminjajo. Zato je za iskanje povprečne vrednosti togosti nemogoče izračunati aritmetično sredino rezultatov meritev. Za iskanje povprečne vrednosti uporabimo grafično metodo, ki jo lahko uporabimo v takih primerih. Na podlagi rezultatov več poskusov bomo zgradili graf odvisnosti modula elastične sile Fel od razteznega modula |x|. Pri izdelavi grafa na podlagi rezultatov poskusa eksperimentalne točke morda niso na ravni črti, kar ustreza formuli

To je posledica merilnih napak. V tem primeru je treba graf narisati tako, da je na nasprotnih straneh premice približno enako število točk. Po izdelavi grafa vzemite točko na ravni črti (v srednjem delu grafa), iz nje določite vrednosti elastične sile in raztezka, ki ustreza tej točki, in izračunajte togost k. To bo želena povprečna vrednost togosti vzmeti k avg.

Merilni rezultat običajno zapišemo kot izraz k = = k cp ±Δk, kjer je Δk največja absolutna merilna napaka. Iz predmeta algebra ( VII razred) je znano, da je relativna napaka (ε k) enaka razmerju med absolutno napako Δk in vrednostjo k:

od koder je Δk - ε k k. Obstaja pravilo za izračun relativne napake: če je vrednost, določena eksperimentalno, najdena kot rezultat množenja in deljenja približnih vrednosti, vključenih v formula za izračun, potem se relativne napake seštejejo. V tem delu

Merilna sredstva: 1) niz uteži, masa vsake je m 0 = 0,100 kg, napaka Δm 0 = 0,002 kg; 2) ravnilo z milimetrskimi delitvami.

Materiali: 1) stojalo s spojkami in nogo; 2) spiralna vzmet.

Delovni nalog

1. Konec spiralne vzmeti pritrdite na stojalo (drugi konec vzmeti je opremljen s puščico in kavljem - Slika 176).

2. Poleg ali za vzmetjo namestite in pritrdite ravnilo z milimetrskimi delitvami.

3. Označi in zapiši razdelek ravnila, ob katerega pade puščica vzmetnega kazalca.

4. Na vzmet obesite breme znane mase in izmerite raztezek vzmeti, ki ga povzroča.

5. Prvi obremenitvi prištejte drugo, tretjo itd. utež, vsakič zapišite raztezek |x| vzmeti. Na podlagi rezultatov meritev izpolni tabelo:

6. Na podlagi rezultatov meritev narišite odvisnost prožne sile od raztezka in z njo določite povprečno vrednost togosti vzmeti k cp.

7. Izračunajte največjo relativno napako, s katero je bila ugotovljena vrednost k av (iz poskusa z eno obremenitvijo). V formuli (1)

ker je napaka pri merjenju raztezka Δx=1 mm, potem

8. Najdi

in zapišite odgovor kot:

1 Vzemite g≈10 m/s 2 .

Hookov zakon: "Prožnostna sila, ki nastane med deformacijo telesa, je sorazmerna z njegovim raztezkom in je usmerjena nasproti smeri gibanja delcev telesa med deformacijo."

Hookov zakon

Togost je koeficient sorazmernosti med elastično silo in spremembo dolžine vzmeti pod vplivom sile, ki deluje nanjo. Po tretjem Newtonovem zakonu je sila, ki deluje na vzmet, po velikosti enaka elastični sili, ki nastane v njej. Tako lahko togost vzmeti izrazimo kot:

kjer je F sila, ki deluje na vzmet, in x je sprememba dolžine vzmeti pod njenim delovanjem. Merilna sredstva: niz uteži, masa vsake je m 0 = (0,1 ± 0,002) kg.

Ravnilo z milimetrskimi delitvami (Δx = ±0,5 mm). Postopek za izvedbo dela je opisan v učbeniku in ne zahteva komentarjev.

	teža, kg		razširitev |x|,

Namen dela je preveriti veljavnost Hookovega zakona za
vzmeti dinamometra in izmerite koeficient
togost te vzmeti.
Oprema:
stojalo s spojko in spono, dinamometer z
zapečateno s tehtnico, nizom uteži znane mase
(po 100 g), ravnilo z milimetrskimi razdelki.

NAPREDEK:

10.

Laboratorijsko delo "Merjenje togosti vzmeti" Namen dela: ugotoviti togost vzmeti iz meritev vzmeti pri različnih vrednostih sile teže Ft, ki uravnoteži elastično silo Fspr, na podlagi Hookeovega zakona k = Fspr/x. V vsakem poskusu je togost določena pri različnih vrednostih elastične sile in raztezka, tj. eksperimentalni pogoji se spremenijo. Zato je za iskanje povprečne vrednosti nemogoče izračunati aritmetično sredino rezultatov meritev. Na podlagi rezultatov več poskusov bomo zgradili graf odvisnosti Fel od raztezka x. Pri izdelavi grafa na podlagi rezultatov eksperimenta se eksperimentalne točke ne smejo nahajati na isti premici, kar se določi po formuli Fpr=kx. To je posledica merilnih napak. V tem primeru je treba graf narisati tako, da je na nasprotnih straneh premice približno enako število točk. Po izdelavi grafa vzemite točko na ravni črti (v srednjem delu grafa), iz nje določite vrednosti elastične sile in raztezka, ki ustreza tej točki, in izračunajte togost k. To bo želena povprečna vrednost togosti vzmeti kavg. Rezultat meritve zapišemo v obliki izraza k=kр±Δk, kjer je Δk absolutna merilna napaka k. Relativna napaka εk= , od koder je Δk=εkk. Za izračun relativne napake obstaja pravilo k: če je eksperimentalno določena vrednost najdena kot rezultat množenja in deljenja približnih vrednosti, vključenih v formulo za izračun, se relativne napake seštejejo. V tem delu k= Fcontrol/x. Zato je εk=εF+εx. Oprema in gradivo: 1) Komplet uteži, stojalo s spojko in nogo, dinamometer, ravnilo z milimetrskimi delitvami. Vrstni red dela. 1. Dinamometer namestite na stojalo. 2. V bližini pritrdite ali namestite ravnilo z milimetrskimi razdelki. 3. Na vzmet obesite breme, izmerite nastalo elastično silo in raztezek vzmeti. 4. Dodajte drugo, tretjo itd. uteži in ponovite meritve. Na podlagi rezultatov meritev izpolni tabelo. Številka poskusa 1 2 3 4 F, N x, m 5. Na podlagi rezultatov meritev narišite odvisnost prožnostne sile od raztezka vzmeti in z njo določite povprečno vrednost togosti vzmeti kavg. 6. Izračunajte relativno napako, s katero smo ugotovili ksr (iz poskusa z eno obremenitvijo F x). Pri poskusu εF= , εx= . Napaka pri merjenju raztezka Δx=1 mm, F x pogrešek pri merjenju sile ΔF=0,1N. 7. Poiščite Δk=εkkср in v izpis zapišite odgovor v obliki k=kср±Δk. Laboratorijsko delo "Merjenje koeficienta trenja" Namen dela: Določite koeficient trenja lesenega bloka, ki drsi po površini, s formulo Ftr = μP. Z dinamometrom izmerite silo, s katero morate enakomerno potegniti blok z bremeni vodoravna površina. Ta sila je po velikosti enaka sili trenja Ftr. Z istim dinamometrom lahko ugotovite težo obremenjenega bloka. Ko smo tako določili vrednosti sile trenja pri različnih vrednostih telesne teže, je treba narisati odvisnost Ftr od P in poiskati povprečno vrednost koeficienta trenja, kot v prejšnjem delu. Oprema in gradivo: lesena kocka, površina (na primer miza), niz uteži, dinamometer. Vrstni red dela. 1. Blok postavite na vodoravno površino. 2. Na blok pritrdite dinamometer, ga enakomerno povlecite po površini in opazujte odčitke na dinamometru. 3. Stehtajte blok in težo. 4. Prvi uteži dodajte drugo in tretjo utež, pri čemer vsakič stehtajte blok in uteži ter izmerite silo trenja. Rezultate meritev vnesite v tabelo Številka poskusa 1 2 3 4 P, N ΔP, N Ftr, N ΔFtr, N 5. Na podlagi rezultatov meritev narišite odvisnost Ftr od P in poiščite povprečno vrednost koeficienta trenja. μav. 6. Izračunajte relativno napako pri merjenju tornega koeficienta. Ker μ= Ftr/P, potem je ε μ=εFtr+εP. Koeficient trenja je bil izmerjen z največjo napako pri poskusu z eno obremenitvijo. Poiščite absolutno napako Δ μ= ε μ μav in zapišite odgovor v izhod kot μ= μav±Δ μ.