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

53309. Україна в роки Другої світової війна (1939 -1945 рр.). Велика Вітчизняна війна (1941-1945 рр.) 131.5 KB
  Виховувати почуття гордості до історичного минулого України. Доповніть текст: Приєднання Західної України та Західної Білорусії до СРСР розпочалося після вступу Червоної армії на територію Польщі. Закон про включення Західної України до складу СРСР і возз’єднання її з Українською РСР було прийнято: а Верховними Радами СРСР та УРСР у листопаді 1939 р.; б Народними зборами Західної України у жовтні 1939 р.
53310. Московська держава 74.5 KB
  МЕТА: Ознайомити учнів із внутрішній та зовнішній політикою Івана IV. Вінчання Івана IV на царство. Судебник Івана IV. ТИП УРОКУ: комбінований СТРУКТУРА УРОКУ Організаційний момент Актуалізація Вивчення нового матеріалу ІванIV Грозний; Реформи царя Івана IV; Опричнина та її наслідки для розвитку Росії; Зовнішня політика Івана IV.
53311. Двомовне вивчення історії у 5 класі як засіб формування громадянської свідомості учнів 56.5 KB
  Методи та прийоми: інформаційно-повідомлюючий пояснювально-спонукальний частково пошуковий; бесіда колективна та самостійна робота з підручником атласом; практичне завдання в контурній карті; інтерактивні вправи дидактичні ігри. В низинах Дніпра за дніпровськими порогами пролягали безкрайні...
53313. Козацька Україна 290 KB
  Рубрика Секрети старого козака. lмпровізована сцена біля дошки яка містить елементи відтворення української хати мальованого образу козака українського орнаменту та квітів. Виходять учень та учениця в українських костюмах: Ученькозак: В сивусиву давнину Козаки йшли на війну Бо на рідну Україну Сунулися без упину Ляхи турки та татари Москалі та яничари. Ученицякозачка: Козаки скликають раду: Не буде ворогу пощади Вірні коні рвуться в битву Крешуть іскри зпід копита.
53314. Використання НІТ в адміністративно-господарській діяльності школи 143 KB
  Впровадження НІТ в адміністративно-господарську діяльність школи Напрямки: Організаційне забезпечення. Розвиток єдиного інформаційного простору школи. функціонування інформаційноуправлінської господарської системи закладу; розробка методики використання НІТ в учбовому процесі; застосування різних форм мотивація вчителів працівників школи до використання НІТ в навчальновиховному процесі атестація матеріальне заохочення тощо.
53315. Хлеб - всему голова 41.5 KB
  Воспитывать любовь уважение и бережное отношение к труду и хлебу. Оборудование: Плакат Хлеб - всему голова колоски пшеницы иллюстрации к теме Ход 1. Ребята как вы думаете что это Хлеб.
53316. Хліб – годувальник, всьому голова 38.5 KB
  Мета: виховувати бережне ставлення до хліба повагу до хліборобів. Обладнання: у святковоприбраній світлиці на столі на вишитій скатертині скіп пшениці хлібина вироби з тіста. На землі вирощують хліб.