Yay sertliği katsayısının ölçüldüğü laboratuvar çalışması. Fizik laboratuvarı çalışması "yay sertliğinin ölçülmesi"

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

Slayt başlıkları:

Laboratuvar çalışması“Yay ​​sertliğinin ölçülmesi” Fizik öğretmeni, 145 numaralı ortaokul, Kalininsky bölgesi 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 - kavramalı ve kelepçeli tripod, bantlı terazili dinamometre, ağırlık seti bilinen kütle(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 asılıyken 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.

Her deneyde sertlik şu noktada belirlenir: farklı anlamlar esneklik ve uzama kuvvetleri, yani deney koşulları değişir. Bu nedenle ortalama sertlik değerini bulmak için ortalamayı hesaplamak imkansızdır. aritmetik sonuçlarölçümler. Haydi yararlanalım grafiksel olarak bu gibi durumlarda uygulanabilecek ortalama bir değerin bulunması. 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, program yaklaşık olarak aynı numara noktalara göre 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. 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 işaretçi okun düştüğü cetvelin 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. En büyüğünü hesaplayın bağıl hata k cp 10 değerinin bulunduğu sonucu 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.

9. sınıf fizik dersinde (I.K.Kikoin, A.K.Kikoin, 1999),
görev №2
"bölümüne LABORATUVAR ÇALIŞMASI».

Çalışmanın amacı: Yay uzaması ölçümlerinden yay sertliğini bulmak. farklı anlamlar yer çekimi

Hooke yasasına göre elastik kuvvetin dengelenmesi:

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|'ye bağımlılığını gösteren bir grafik oluşturacağız. Deneyin sonuçlarına göre bir grafik oluştururken, deney noktaları formüle karşılık gelen düz bir çizgide 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, bu noktaya karşılık gelen elastik kuvvet ve uzama değerlerini belirleyin ve k sertliğini hesaplayın. Bu, yay sertliğinin istenen 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 çalışmada

Ölçme şu anlama gelir: 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) kavramalı ve ayaklı tripod; 2) spiral yay.

İş emri

1. Spiral yayın ucunu tripoda takın (yayın diğer ucunda bir ok ve bir kanca bulunur - Şek. 176).

2. Yayın yanına veya arkasına milimetrik bölmeli bir cetvel takıp sabitleyin.

3. Yaylı işaretçi okun düştüğü cetvelin bölümünü işaretleyin ve yazın.

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

5. İlk yüke, ikinci, üçüncü vb. ağırlıkları ekleyin ve her seferinde |x| uzamasını yazın. yaylar. Ölçüm sonuçlarına göre tabloyu doldurun:

6. Ölçüm sonuçlarına dayanarak, elastik kuvvetin uzamaya bağımlılığını çizin ve bunu kullanarak yay sertliği k cp'nin ortalama değerini belirleyin.

7. Kav değerinin bulunduğu en büyük bağıl hatayı hesaplayın (tek yük ile yapılan deneyden). Formül (1)'de

Uzama ölçümündeki hata Δx=1 mm olduğundan, bu durumda

8. Bul

ve cevabı şu şekilde yazın:

1 g≈10 m/s2'yi alın.

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 yayın uzunluğunun kendisine uygulanan kuvvetin etkisi altında değişmesi arasındaki orantı katsayısıdır. Newton'un üçüncü yasasına göre, yaya uygulanan kuvvet, yaya uygulanan elastik kuvvete eşit büyüklüktedir. Böylece yay sertliği şu şekilde ifade edilebilir:

burada F yaya uygulanan kuvvettir ve x, yayın etkisi altındaki yayın uzunluğundaki değişikliktir. Ölçme şu anlama gelir: her birinin kütlesi m 0 = (0,1 ± 0,002) kg olan bir dizi ağırlık.

Milimetre bölmeli cetvel (Δx = ±0,5 mm). Çalışmayı gerçekleştirme prosedürü ders kitabında açıklanmıştır ve yorum gerektirmez.

	ağırlık, kg		|x| uzantısı,

Çalışmanın amacı Hooke yasasının geçerliliğini kontrol etmektir.
dinamometre yayları ve katsayıyı ölçün
bu yayın sertliği.
Teçhizat:
kavramalı ve kelepçeli tripod, dinamometre
kütlesi bilinen bir ağırlık seti olan bir terazi ile mühürlenmiş
(her biri 100 g), milimetre bölmeli cetvel.

İLERLEMEK:

10.

Laboratuvar çalışması “Yay sertliğinin ölçülmesi” Çalışmanın amacı: Hooke kanunu k = Fspr/x'e dayanarak elastik kuvvet Fspr'yi dengeleyerek yerçekimi kuvveti Ft'nin farklı değerlerinde yayın ölçümlerinden yay sertliğini bulmak. Her deneyde sertlik, farklı elastik kuvvet ve uzama değerlerinde belirlenir; Deneysel koşullar değişir. Bu nedenle ortalama değeri bulmak için ölçüm sonuçlarının aritmetik ortalamasını hesaplamak mümkün değildir. Çeşitli deneylerin sonuçlarına dayanarak Fel'in x uzamasına bağımlılığını gösteren bir grafik oluşturacağız. Bir deneyin sonuçlarına göre bir grafik oluştururken, deney noktaları Fpr=kx formülüne göre belirlenen aynı doğru 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, bu noktaya karşılık gelen elastik kuvvet ve uzama değerlerini belirleyin ve k sertliğini hesaplayın. Bu kavg yay sertliğinin istenilen ortalama değeri olacaktır. Ölçüm sonucu k=kр±Δk ifadesi şeklinde yazılır; burada Δk, mutlak k ölçüm hatasıdır. Göreceli hata εk= , buradan Δk=εkk. Göreceli hatayı hesaplamak için bir k kuralı vardır: Hesaplama formülünde yer alan yaklaşık değerlerin çarpımı ve bölünmesi sonucu deneysel olarak belirlenen değer bulunursa, göreceli hatalar toplanır. Bu çalışmada k= Fkontrol/x. Bu nedenle εk=εF+εx. Ekipman ve Malzemeler: 1) Ağırlık seti, kaplinli ve ayaklı tripod, dinamometre, milimetre bölmeli cetvel. İşin sırası. 1. Dinamometreyi bir tripoda monte edin. 2. Yakınlarda milimetre bölmeli bir cetveli sabitleyin veya takın. 3. Yaya bir yük asın, oluşan elastik kuvveti ve yayın uzamasını ölçün. 4. İkinci, üçüncü vb. ekleyin. ağırlıkları kaldırın ve ölçümleri tekrarlayın. Ölçüm sonuçlarına göre tabloyu doldurun. Deney numarası 1 2 3 4 F, N x, m 5. Ölçüm sonuçlarına dayanarak, elastik kuvvetin yayın uzamasına bağımlılığını çizin ve bunu kullanarak yay sertliği kavg'ın ortalama değerini belirleyin. 6. kср'nin bulunduğu bağıl hatayı hesaplayın (bir F x yüküyle yapılan deneyden). Deneyde εF= , εx= . Uzama ölçümünde hata Δx=1 mm, F x kuvvet ölçümünde hata ΔF=0,1N. 7. Δk=εkkср'yi bulun ve çıktıya k=kср±Δk formundaki cevabı yazın. Laboratuvar çalışması “Sürtünme katsayısının ölçülmesi” Çalışmanın amacı: Bir yüzey üzerinde kayan ahşap bloğun sürtünme katsayısını Ftr = μP formülünü kullanarak belirleyin. Bir dinamometre kullanarak, yüklerin eşit olduğu bir bloğu çekmeniz gereken kuvveti ölçün. yatay yüzey. Bu kuvvet Ftr sürtünme kuvvetine eşit büyüklüktedir. Aynı dinamometreyi kullanarak yüklü bir bloğun ağırlığını da bulabilirsiniz. Böylece vücut ağırlığının çeşitli değerlerinde sürtünme kuvvetinin değerlerini belirledikten sonra, önceki çalışmada olduğu gibi Ftr'nin P'ye bağımlılığını çizmek ve sürtünme katsayısının ortalama değerini bulmak gerekir. Ekipman ve malzemeler: tahta bir blok, bir yüzey (örneğin bir masa), bir ağırlık seti, bir dinamometre. İşin sırası. 1. Bloğu yatay bir yüzeye yerleştirin. 2. Bloğa bir dinamometre takın, dinamometre okumalarına dikkat ederek yüzey boyunca eşit şekilde çekin. 3. Bloğu ve ağırlığı tartın. 4. Her seferinde bloğu ve ağırlıkları tartarak ve sürtünme kuvvetini ölçerek ikinci ve üçüncü ağırlıkları birinci ağırlığa ekleyin. Ölçüm sonuçlarını tabloya girin. Deney numarası 1 2 3 4 P, N ΔP, N Ftr, N ΔFtr, N 5. Ölçüm sonuçlarına göre Ftr'nin P'ye bağımlılığını çizin ve sürtünme katsayısının ortalama değerini bulun. μav. 6. Sürtünme katsayısının ölçülmesindeki bağıl hatayı hesaplayın. Çünkü μ= Ftr/P, sonra ε μ=εFtr+εP. Sürtünme katsayısı tek yüklü bir deneyde en büyük hatayla ölçülmüştür. Δ μ= ε μ μav mutlak hatasını bulun ve cevabı μ= μav±Δ μ olarak çıktıya yazın.