71504

Исследование зависимости жёсткости тела от его размеров

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: пользуясь зависимостью силы упругости от абсолютного удлинения вычислить жёсткости пружин разной длины. Поэтому силы упругости имеют электромагнитную природу. Сила упругости всегда направлена к положению равновесия и стремится вернуть тело в исходное состояние.

Русский

2014-11-08

176 KB

3 чел.

Лабораторная работа №1.

Исследование зависимости  жёсткости тела от его размеров.

Цель работы: пользуясь зависимостью силы упругости от абсолютного удлинения, вычислить жёсткости пружин разной длины.

Оборудование: штатив, линейка, пружина, грузы массой по 100г.

Теория. Под деформацией понимают изменение объема или формы тела под действием внешних сил. При изменении расстояния между частицами вещества (атомами, молекулами, ионами) изменяются силы взаимодействия между ними. При увеличении расстояния растут силы притя жжения, а при уменьшении – силы отталкивания. которые стремятся вернуть тело в исходное состояния. Поэтому силы упругости имеют электромагнитную природу. Сила   упругости всегда направлена к положению равновесия и стремится вернуть тело в исходное состояние.  Сила упругости прямо пропорциональна абсолютному удлинению тела:              . 

Закон  Гука: Сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна его удлинению (сжатию) и направлена противоположно перемещению частиц тела при деформации ,                 , х = Δl -удлинение тела, k – коэффициент жесткости   [k] = Н/м . Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала.  Он численно равен силе упругости при удлинении (сжатии)  тела на 1 м.

 График зависимости проекции силы упругости Fx  от удлинения тела.

 Из графика видно, что  tgα = к.  Именно по этой формуле вы будете определять жёсткость тела в данной лабораторной работе.

Порядок выполнения работы.

1.Закрепить пружину в штативе  на половину длины.

2.Измерить линейкой первоначальную длину пружины l0 .

3.Подвесить груз массой 100г.

4.Измерить линейкой  длину деформированной пружины l.

5.Вычислить удлинение пружины  x1 =Δl = ll0  .                

6. На покоящийся относительно пружины груз действуют две

компенсирующие друг друга силы:  тяжести и упругости  

7.Вычислить силу упругости по формуле   ,  g = 9,8 м/c2 -  ускорение свобдного падения
8. Подвесить груз массой 200г и повторить опыт по пунктам 4-6.

9.Результаты занести в таблицу.

 Таблица.

№п/п

Начальная длина , м

Конечная длина ,м

Абсолютное удлинение

               

Сила упругости

      , Н

Жёсткость,

tgα =k, Н/м  

1.

2.

 

10. Выбрать систему координат и построить график зависимости проекции силы упругости F упр от удлинения пружины.

11. Измерить транспортиром угол между прямой  и осью абсцисс.

12.По таблице найти тангенс угла.

13.Сделать вывод о величине жёсткости к1 и занести результат в таблицу.

14.Закрепить пружину в штативе  на полную длину и повторить опыт по пунктам 4-13.

15.Сравнить значения k1  и k2.

16.Сделать вывод о зависимости жёсткости от параметров пружины.

Контрольные вопросы.

1. На рисунке приведен график зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины. По закону Гука определите жесткость пружины.

Указать физический смысл тангенса угла между прямой  и осью абсцисс, площади треугольника под участком ОА графика.  

2.Пружину  жесткостью 200 H\м разрезали на 2 равные части. Какова жесткость каждой пружины.

3.Указать точки приложения силы упругости пружины, силы тяжести  и веса груза.

4.Назовите природу силы упругости пружины, силы тяжести  и веса груза.

5.Решите задачу. Для растяжения пружины на 4мм нужно совершить работу 0,02Дж.  Какую  работу нужно совершить, чтобы растянуть пружину на 4см?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1580. Анализ деятельности автотранспортного предприятия Речицкое межраенное АТП 222.83 KB
  Структурная схема управления на предприятии. Обеспечения предприятия тепловой энергией водой и электроэнергией. Требования по охране труда перед началом работы. Организация на предприятии охраны окружающей среды. Должностная инструкция руководителей технических служб.
1581. Розрахунок стержньового стрічкового трансформатора з повітряним охолодженням 78.69 KB
  Вибираємо марку електротехнічної сталі. Для електротехнічної сталі основними номінальними характеристиками є: питомі втрати і магнітні значення. Визначаємо кількість витків первинної і вторинної обмоток. Визначаємо енергетичні характеристики трансформатора.
1582. Проектування жіночих черевиків на блискавці на середньому каблуці на байковій підкладці 79.4 KB
  У курсовому проекті ми використовуємо копіювально-графічну методику проектування. Проектування деталей взуття за цією методикою включає такі етапи: встановлення умовної розгортки колодки в осі координат, розрахунок і нанесення базисних ліній.
1583. Проектирование жилого дома с фасадным зданием 107.7 KB
  В данном курсовом проекте необходимо запроектировать жилой дом. В состав графических работ входят: фасад гражданского здания М 1: 200, план гражданского здания М 1:200, продольный и поперечный разрезы М 1:200, схема плит покрытий и фундаменов М 1:200.
1584. Гонадальные гормоны и их действие у самок разных видов 20.32 KB
  Половой сезон-период, в течении которого проявляется или более напряженно протекает половая жизнь. Он обычно бывает связан с временем года, видовыми особенностями животного.
1585. Гонадотропные гормоны гипофиза. Нейрогуморальная регуляция половой функции самок и самцов 20.65 KB
  Экспериментально установлено, что введение ФСГ в организм кастрированной самки не вызывает морфологических изменений в ее половом аппарате. При денервации гипофиза(нарушение нервных связей) его функции нарушаются/
1586. Два физиологических типа спермы 18.43 KB
  Сперма-совокупность сперматозоидов из сыворотки(плазмы)которая образуется придаточными половыми железами и придатком канала семменика.
1587. Действие факторов внешней среды (температуры, осмотического давления, pH среды, химических вещество на спермиев 20.11 KB
  Степень кислотности зависит от концентрации(H*+*; H-)В придатках семенников pH кислая. При эякуляции в следствие смешанной спермиев придаточных желез реакция спермы близка к 7. На pH среды влияют кормление.
1588. Залеживание и отек беременных (причины, диагностика и профилактика) 23.27 KB
  Беременность-физиологическое состояние самки в период вынашивания плода. Залеживание организма. У беременных (преимущественно у коров и кобыл) в подкожной клетчатке скапливается транссудат и имеются общие или местные застои венозной крови.