ЛР 8. Дослідження пружних властивостей тіл

 

Мета:дослідити залежність величини сили пружності, що виникає під час деформації тіла, від величини прикладеної сили, що спричинила деформацію.

Обладнання: штатив з лапкою, динамометр, набір тягарців, дві пружиниабо джуг, лінійка або вимірювальна стрічка

Правила техніки безпеки: не допускайте надмірного розтягування пружини динамометра.Обережно підвішуйте тягарці, не допускайте їх падіння на робочий стіл або підлогу.

Теоретичні відомості

Сили пружності — сили, що виникають в тілі при його пружній деформації та викликані цієюдеформацією.При деформації розтягу або стиску довгого тонкого стрижня або пружини, загальна сила пружності, направлена вздовж осі стрижня (пружини), визначається формулою F=kx

Дe x — абсолютне видовження, F — сила пружності, k — коефіцієнт жорсткості. Жорсткість залежить від розмірів тіла, його форми і матеріалу, з якого виготовлене тіло.

Сила пружності вимірюється в ньютонах [Н].

                                                   Виконання роботи

1.                Закріпіть у вертикальному положенні за допомогою штатива пружину або інше тіло, пружні властивості якого будете досліджувати.

2.                За допомогою лінійки або мірної стрічки (лінійки) визначте довжину l пружини. Результат вимірювань запишіть до таблиці.

3.                За допомогою динамометра виміряйте вагу тягарця P та прикріпіть  його до нижнього кінця пружини. Виміряйте довжину l₁ деформованої (розтягнутої) пружини. Результати вимірювань запишіть до таблиці.

№	Початкова довжина пружини l, м	Вага тягарця P, H	Довжина деформованої пружини l1, м	Видовження пружини Δl, м	Жорсткість пружини k, H/м	Середнє значення жорсткості kc, H/м
1.
2.
3.

 

4.                Обчисліть видовження пружини під дією тягарця Δl = l₁ – l та за формулою   обчисліть жорсткість пружини. Результати обчислень запишіть до таблиці.

5.                Зніміть тягарець і виміряйте довжину пружини l₂ після деформації та порівняйте виміряне значення з початковою довжиною пружини l та зробіть висновок про те, чи змінилася довжина пружини.

6.                Проробіть ще двічі описані в пунктах 2-5 дії підвішуючи тягарці іншої маси. Результати вимірювань та обчислень запишіть до таблиці.

7.                Порівняйте отримані значення жорсткості пружини отримані при трьох різних деформаціях. Зробіть висновок.

ІІ етап 👇

ІІІ етап👇

 

8.                Обчисліть середнє значення жорсткості пружини за формулою:

9.                Обчисліть абсолютну похибку для кожного вимірювання за формулою Δk =k -k_с. Результати обчислень запишіть у таблицю. (У таблицю записуємо тільки додатні значення різниці, навіть, якщо під час обчислень отримаєте від’ємний результат).

10.           Обчисліть відносну похибку кожного вимірюваня за формулою: 

11.           Порівняйте відношення ваги тягарців  та  до відношення величини деформацій, спричинених цими тягарцями   та . Зробіть висновки.

 

Додаткове експериментальне завдання:

За допомогою пружини, жорсткість якої обчислили на уроці, виміряти вагу тіла невідомої маси.