Laboratuvar çalışmaları için sertlikte bir yay. Konuyla ilgili fizikte metodolojik gelişme: Laboratuvar çalışması “Yay sertliğinin ölçülmesi

Sorunun çözümü:

çalışmanın amacı: yay uzaması ölçümlerinden yay sertliğini bulmak farklı anlamlar yer çekimi

Hooke yasasına göre elastik kuvvetin dengelenmesi:

Her deneyde sertlik şu şekilde belirlenir: farklı anlamlar esneklik ve uzama kuvvetleri, yani deney koşulları değişir. bu nedenle ortalama sertlik değerini bulmak için ortalamayı hesaplamak imkansızdır. aritmetik sonuçlarölçümler. hadi yararlanalım grafiksel olarak bu gibi durumlarda uygulanabilecek ortalama bir değerin bulunması. Çeşitli deneylerin sonuçlarına dayanarak, elastik kuvvet modülü fel'in uzama modülü |x|'ye bağımlılığını gösteren bir grafik oluşturacağız. deney sonuçlarına göre bir grafik oluştururken deney noktaları formüle karşılık gelen düz çizgide olmayabilir

bunun nedeni ölçüm hatalarından kaynaklanmaktadır. bu durumda, program yaklaşık olarak aynı numara noktalar ortaya çıktı farklı taraflar düz çizgiden. Grafiği oluşturduktan sonra, düz çizgi üzerinde (grafiğin orta kısmında) bir nokta alın, bu noktaya karşılık gelen elastik kuvvet ve uzama değerlerini belirleyin ve k sertliğini hesaplayın. yay sertliğinin arzu edilen ortalama değeri k avg olacaktır.
ölçüm sonucu genellikle k = = k cp ±δk ifadesi olarak yazılır; burada δk, en büyük mutlak ölçüm hatasıdır. cebir dersinden ( VII sınıfı) bağıl hatanın (ε k), mutlak hata δk'nin k değerine oranına eşit olduğu bilinmektedir:

buradan δk - ε k k. Göreceli hatayı hesaplamanın bir kuralı vardır: Deneysel olarak belirlenen değer, içinde yer alan yaklaşık değerlerin çarpımı ve bölünmesi sonucu bulunursa hesaplama formülü, daha sonra göreceli hatalar toplanır. bu işte

Bu yüzden

ölçüm aletleri: 1) her birinin kütlesi m 0 = 0,100 kg ve hata δm 0 = 0,002 kg olan bir dizi ağırlık; 2) milimetre bölmeli bir cetvel.
malzemeler: 1) kaplinli ve ayaklı tripod; 2) spiral yay.
iş sırası
1. Spiral yayın ucunu tripoda takın (yayın diğer ucunda bir ok işareti ve bir kanca bulunur - Şek. 176).

2. Yayın yanına veya arkasına milimetrik bölmeli bir cetvel takıp sabitleyin.
3. Cetvelin yaylı işaretçi okunun düştüğü bölümünü işaretleyin ve yazın.
4. yaydan bir ağırlık asın bilinen kütle ve yayın sonuçta ortaya çıkan uzamasını ölçün.
5. İlk yüke ikinci, üçüncü vb. ağırlıkları ekleyin ve her |x| uzamasını kaydedin. yaylar. Ölçüm sonuçlarına göre tabloyu doldurun:

sayı deneyim	m, kg	mg 1, n	\|x\|, m

6. Ölçüm sonuçlarına dayanarak elastik kuvvetin uzamaya bağımlılığını çizin ve bunu kullanarak yay sertliği k cp'nin ortalama değerini belirleyin.
7. en büyüğünü hesaplayın bağıl hata, bununla k avg değeri bulundu (tek yük ile yapılan bir deneyden). formül (1)'de

Uzamayı ölçme hatası δx=1 mm olduğundan, o zaman

8. bul

ve cevabı şu şekilde yazın:

1 g≈10 m/s 2'yi alalım.
Hooke kanunu: "Bir cismin deformasyonu sırasında ortaya çıkan elastik kuvvet, onun uzamasıyla orantılıdır ve deformasyon sırasında cismin parçacıklarının hareket yönünün tersi yöndedir."

Hooke yasası
sertlik, elastik kuvvet ile kendisine uygulanan bir kuvvetin etkisi altında yayın uzunluğundaki değişiklik arasındaki orantı katsayısıdır. Newton'un üçüncü yasasına göre, yaya uygulanan kuvvet, yaya uygulanan elastik kuvvete eşit büyüklüktedir. Böylece yay sertliği şu şekilde ifade edilebilir:

f yaya uygulanan kuvvettir ve x, yayın etkisi altındaki yayın uzunluğundaki değişikliktir. ölçüm aletleri: her birinin kütlesi m 0 = (0,1 ± 0,002) kg'a eşit olan bir dizi ağırlık.
milimetre bölmeli cetvel (δх = ±0,5 mm). İşin gerçekleştirilme prosedürü ders kitabında açıklanmıştır ve yorum gerektirmez.

Hayır deneyimi.	ağırlık, kg		\|x\| uzantısı,	k, n/m
			M

Laboratuvar çalışması №

Yay sertliği ölçümü

10. sınıf

Çalışmanın amacı: Elastik kuvveti dengeleyen çeşitli yerçekimi değerlerinde yay uzaması ölçümlerinden yay sertliğini bulun
Hooke yasasına göre:
.

Cihazlar ve malzemeler:

Her deneyde sertlik, elastik kuvvet ve uzama farklı değerlerinde belirlenir;
. Deneysel koşullar değişir. Bu nedenle ortalama sertlik değerini bulmak için ölçüm sonuçlarının aritmetik ortalamasını hesaplamak mümkün değildir. Bu gibi durumlarda uygulanabilecek ortalama değeri bulmak için grafiksel bir yöntem kullanalım. Çeşitli deneylerin sonuçlarına dayanarak, elastik kuvvet modülünün uzama modülü x'e bağımlılığını gösteren bir grafik oluşturacağız. Deney sonuçlarına dayalı bir grafik oluştururken deney noktaları formüle karşılık gelen düz çizgi üzerinde olmayabilir. .

Bunun nedeni ölçüm hatalarından kaynaklanmaktadır: Bu durumda grafiğin, düz çizginin karşı taraflarında yaklaşık olarak aynı sayıda nokta olacak şekilde çizilmesi gerekir. Grafiği oluşturduktan sonra, düz çizgi üzerinde (grafiğin orta kısmında) bir nokta alın, bu noktaya karşılık gelen elastik kuvvet ve uzama değerlerini belirleyin ve k sertliğini hesaplayın.
Bu istenen ortalama yay sertliği olacaktır
- Ölçüm sonucu genellikle bir ifade olarak yazılır. , Nerede en büyük mutlak ölçüm hatası. Göreceli hatanın ( :

) mutlak hataya göre farklıdır
.

k değerine
, Neresi
Bu istenen ortalama yay sertliği olacaktır
,
,

Bu çalışmada

. ;

Bu yüzden

Mutlak hatalar:

= 0,002 kg

=1mm,

İş emri

Helezon yayın ucunu tripoda takın.

Yayın yanına veya arkasına milimetrik bölmeli bir cetvel takıp sabitleyin.

Cetvelin yaylı işaretçi okunun düştüğü bölümünü işaretleyin ve yazın.

Kütlesi bilinen bir yükü bir yayın üzerine asın ve yayın neden olduğu uzamayı ölçün.

İkinci, üçüncü vb.'yi ilk yüke ekleyin. yükler, her seferinde yayın x uzamasını kaydeder. Ölçüm sonuçlarına göre tabloyu doldurun:

Deneyim numarası

Belediye eğitim kurumu "6 Numaralı Spor Salonu" Fizik çalıştayı, 10. sınıf 3 numaralı laboratuvar çalışması
Yay sertliği ölçümü
İşin amacı
uzatma modülünden X. Deney sonuçlarına göre bir grafik oluştururken deney noktaları formüle karşılık gelen düz çizgi üzerinde olmayabilir.
. Bunun nedeni ölçüm hatalarından kaynaklanmaktadır. Bu durumda grafik, düz çizginin zıt taraflarında yaklaşık olarak aynı sayıda nokta olacak şekilde çizilmelidir. Grafiği oluşturduktan sonra, düz çizgi üzerinde (grafiğin orta kısmında) bir nokta alın, buradan elastik kuvvet ve bu noktaya karşılık gelen uzama değerlerini belirleyin ve sertliği hesaplayın. k. Bu istenen ortalama yay sertliği olacaktır .

Ölçüm sonucu genellikle bir ifade olarak yazılır.
, Nerede
- en büyük mutlak ölçüm hatası. Göreceli hatanın ( ) mutlak hatanın oranına eşittir
miktarın değerine k :
, Neresi
.

Bu çalışmada
. Bu yüzden
, Nerede
;
;
.

Sunum önizlemelerini kullanmak için bir Google hesabı oluşturun ve bu hesaba giriş yapın: https://accounts.google.com

Slayt başlıkları:

Laboratuvar çalışması “Bir yayın sertliğinin ölçülmesi” Kalinin ilçesi 145 numaralı fizik öğretmeni GBOU ortaokulu St.Petersburg Karabaşyan M.V.

Dinamometre yayı için Hooke yasasının geçerliliğini kontrol edin ve bu yayın sertlik katsayısını ölçün. İşin Amacı Ekipman: L-mikro kitinden “Mekanik” seti - kavrama ve kelepçeli tripod, kapalı ölçekli dinamometre, bilinen kütleye sahip ağırlık seti (her biri 50 g), milimetre bölmeli cetvel.

Hazırlık soruları Elastik kuvvet nedir? Bir yaydan m kg ağırlığındaki bir yük asıldığında ortaya çıkan elastik kuvvet nasıl hesaplanır? Vücut uzaması nedir? Bir yük asıldığında yayın uzaması nasıl ölçülür? Hooke yasası nedir?

Güvenlik Önlemleri Gerilmiş bir yay ile çalışırken dikkatli olun. Yükleri düşürmeyin veya atmayın.

İşin tanımı: Hooke yasasına göre elastik kuvvetin modülü F ile yayın uzama modülü x, F = kx ilişkisi ile ilişkilidir. F ve x'i ölçerek, aşağıdaki formülü kullanarak sertlik katsayısı k'yı bulabilirsiniz.

Deneylerin her birinde sertlik, elastik kuvvet ve uzama farklı değerlerinde belirlenir, yani deney koşulları değişir. Bu nedenle ortalama sertlik değerini bulmak için ölçüm sonuçlarının aritmetik ortalamasını hesaplamak mümkün değildir. Bu gibi durumlarda uygulanabilecek ortalama değeri bulmak için grafiksel bir yöntem kullanalım. Çeşitli deneylerin sonuçlarına dayanarak, elastik kuvvet modülü Fel'in uzama modülü \x\'e bağımlılığını gösteren bir grafik oluşturacağız. Deneyin sonuçlarına dayalı bir grafik oluştururken, deney noktaları F yпp =k\x\ formülüne karşılık gelen düz bir çizgi üzerinde olmayabilir. Bunun nedeni ölçüm hatalarından kaynaklanmaktadır. Bu durumda grafik, düz çizginin karşıt taraflarında yaklaşık olarak aynı sayıda nokta görünecek şekilde çizilmelidir. Grafiği oluşturduktan sonra, düz çizgi üzerinde (grafiğin orta kısmında) bir nokta alın, bu noktaya karşılık gelen elastik kuvvet ve uzama değerlerini belirleyin ve k sertliğini hesaplayın. Bu, yay sertliğinin istenen ortalama değeri k avg olacaktır.

1. Helezon yayın ucunu tripoda takın (yayın diğer ucunda bir ok ve bir kanca bulunur). 2. Yayın yanına veya arkasına milimetrik bölmeli bir cetvel takıp sabitleyin. 3. Yaylı işaret okunun karşısına düştüğü cetvel bölümünü işaretleyin ve yazın. 4. Kütlesi bilinen bir yükü yayın üzerine asın ve yayın neden olduğu uzamasını ölçün. 5. İlk ağırlığa, yayın x uzamasını her defasında kaydederek ikinci, üçüncü vb. ağırlıkları ekleyin. Ölçüm sonuçlarına göre, İŞİN İLERLEMESİ tablosunu doldurun:

Deney no. m, kg mg, H x, m 1 0,1 2 0,2 3 0,3 4 0,4

6. X ve F koordinat eksenlerini çizin, uygun bir ölçek seçin ve elde edilen deneysel noktaları çizin. 7. Belirli bir yay için Hooke yasasının geçerliliğini (niteliksel olarak) değerlendirin: Deneysel noktalar koordinatların orijininden geçen bir düz çizginin yakınında mı konumlanıyor? 8. Ölçüm sonuçlarına dayanarak elastik kuvvetin uzamaya bağımlılığını çizin ve bunu kullanarak yay sertliğinin ortalama değerini k avg belirleyin. 9. k cp 10 değerinin bulunduğu en büyük bağıl hatayı hesaplayın. Sonucunuzu yazın.

Test soruları: Elastik kuvvet ile yayın uzaması arasındaki ilişkiye ne denir? 4 N'luk bir kuvvetin etkisi altındaki dinamometrenin yayı 5 mm uzatılmıştır. Bu yayın 16 mm uzatıldığı etki altındaki yükün ağırlığını belirleyin.

Ders 13/33

Ders. Laboratuvar çalışması No. 2 “Yay sertliğinin ölçülmesi”

Dersin amacı: Bir dinamometre yayı için Hooke yasasının geçerliliğini kontrol etmek ve bu yayın sertlik katsayısını ölçmek

Ders türü: bilginin kontrolü ve değerlendirilmesi

Ekipman: kavramalı ve kelepçeli tripod, bantlı terazili dinamometre, bilinen kütleye sahip ağırlık seti (her biri 100 g), milimetre dereceli cetvel

İŞİN İLERLEMESİ

1. Dinamometreyi yeterince yüksek bir tripoda monte edin.

2. Asılı farklı miktarlar ağırlıkları (birden dörde kadar), her durum için karşılık gelen F = mg değerini hesaplayın ve ayrıca x yayının karşılık gelen uzantısını ölçün.

3. Ölçümlerin ve hesaplamaların sonuçlarını tabloya yazın:

	m, kg	mg, N

4. Koordinat eksenlerini x ve F çizin, uygun bir ölçek seçin ve deney sırasında elde edilen noktaları çizin.

6. 4 numaralı deneyin sonuçlarını kullanarak k = F /x formülünü kullanarak sertlik katsayısını hesaplayın (bu en yüksek doğruluğu sağlar).

7. Hatayı hesaplamak için 4 numaralı deney sırasında elde ettiğimiz deneyimi kullanmalıyız çünkü bu en küçük bağıl ölçüm hatasına karşılık gelir. Fmin ve Fmax sınırlarını hesaplayın. gerçek anlam F, Fmin = F - ΔF, F = F + ΔF olduğunu varsayarak. ΔF = 4Δm g alın; burada Δm, ağırlıkların imalatı sırasındaki hatadır (değerlendirme için Δm = 0,005 kg olduğunu varsayabiliriz):

burada Δх = 0,5 mm.

8. Hata tahmin yöntemini kullanma dolaylı ölçümler, hesapla: