Исследование силы упругости. Цель работы: проверить справедливость гипотезы: «При небольших деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины». Приборы и материалы: штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор грузов массой 100 г каждый, линейка. Указания к работе: 1. Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке. 2. Определите длину пружины в ненагруженном состоянии. 3. Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три и четыре груза, определите удлинение пружины и силу упругости пружины для каждого случая. Примечание: сила упругости пружины равна по модулю действующей на груз силе тяжести (тело находится в равновесии под действием двух сил, значит, эти силы равны по модулю и направлены в противоположные стороны). 4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений запишите в таблицу 15 с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки. Учтите, что абсолютная погрешность измерения удлинения пружины будет складываться из погрешности измерения начальной длины пружины и погрешности измерения длины пружины в нагруженном состоянии. 5. Найдите отношение удлинения пружины для двух, трёх и четырёх грузов к удлинению пружины с одним грузом. 6. Найдите отношение сил упругости пружины с двумя, тремя, четырьмя грузами к силе упругости пружины с одним грузом. 7. Проанализируйте результаты и сделайте вывод о справедливости гипотезы.
Дано (пример измерений): масса каждого груза
Решение. Закрепляем пружину вертикально и перед каждым отсчётом ждём, пока колебания прекратятся. По определению удлинения
В равновесии сила упругости равна по модулю силе тяжести груза. По формуле силы тяжести
Отношения удлинений:
В примере удлинения равны
