ГДЗ по физике 9 класс Перышкин, номер Лаб. 3

Лаб. Жёсткость пружины и закон Гука

Определение жёсткости пружины. Цель работы: определить жёсткость пружины по графику зависимости $F_{\text{упр}}(x)$ . 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 $l_0$ в ненагруженном состоянии. 3. Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три, четыре груза, определите длину пружины $l$ и удлинение $x=l-l_0$ для каждого случая. 4. Результаты прямых измерений запишите в таблицу 5 с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки. Учтите, что абсолютная погрешность удлинения пружины будет складываться из погрешности определения начальной длины пружины и погрешности определения длины пружины в нагруженном состоянии. Сила упругости пружины будет равна силе тяжести груза, подвешенного к пружине (тело находится в равновесии под действием двух сил, значит, эти силы равны по модулю и направлены в противоположные стороны). 5. Используя результаты опытов, постройте график зависимости силы упругости пружины от её удлинения. 6. Сделайте вывод, подтверждают ли ваши результаты справедливость закона Гука. 7. Определите жёсткость пружины.

Решение

Дано: масса каждого груза ; измеренные длины и ; . Найти жёсткость .
СИ: ; удлинения переводим из сантиметров в метры.
Решение: подвешиваем пружину рядом с линейкой и измеряем её начальную длину. После добавления каждого груза снова измеряем длину. По определению удлинения вычитаем начальную длину из конечной.
Пример измерений: ; при одном, двух, трёх и четырёх грузах соответственно с погрешностью каждого отсчёта. Это образец, а не результаты выполненного опыта.
Удлинения: ; ; ; . Погрешность каждого удлинения равна .
По условию равновесия сила упругости по модулю равна силе тяжести . Для четырёх случаев при получаем , , , .

Число грузов	, см	, см	, см	, Н
	,	,	, ± ,	,
	,	,	, ± ,	,
	,	,	, ± ,	,
	,	,	, ± ,	,
Для графика по горизонтали откладываем в сантиметрах, по вертикали в ньютонах. У каждого значения отмечаем горизонтальный отрезок возможных значений от до см; проводим прямую через начало координат так, чтобы она пересекла эти отрезки.

По закону Гука , следовательно, жёсткость равна отношению силы к удлинению. По любой точке прямой, например , находим . Для остальных точек получается то же отношение, что подтверждает закон Гука в пределах погрешности.

Ответ

В примере график — прямая через начало координат; закон Гука подтверждается; жёсткость пружины .

Помогло?

Номер Лаб. 3