Лабораторная работа №2
«Изучение зависимости растяжения (деформации) пружины от приложенной силы. Определение жесткости пружины».
Цель: исследовать зависимость силы упругости от удлинения тела, определить жесткость пружины.
Оборудование: лабораторный штатив, линейка, набор из грузов по 50 г, спиральная пружина, динамометр.
Т
еоретические сведения.
Длина нерастянутой пружины равна l0. Если к пружине подвесить груз, то пружина растянется под действием веса груза и её длина станет равной l. Растяжение пружины равно: x=Δl=l-l0
Ход работы
1. Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и набор из грузов, соберите экспериментальную установку. Для этого закрепите в лапке штатива конец пружины. Зарисуйте схематично установку в тетрадь.
2. Определите длину l0 пружины в ненагруженном состоянии.
3. Подвешивая к пружине поочередно один, два, три, четыре и пять грузов измерьте линейкой длину нагруженной пружины. Запишите в таблицу результаты измерений.
4. Определите вес грузов для каждого опыта. Для определения веса грузов используйте динамометр.
5. Определите растяжение (деформацию) пружины: x=l-l0 для каждого опыта. Результаты вычислений запишите в таблицу.
6. Для каждого случая рассчитайте значение жесткости пружины, записав формулу и расчеты в тетрадь. Результаты вычислений запишите в таблицу.
7. По полученным результатам рассчитайте среднее значение жесткости пружины. Результат вычислений запишите в таблицу.
Таблица.
№ опыта | Начальная длина пружины, l0, м | Длина нагруженной пружины, l, м | Вес грузов, Р, Н | Удлинение, x, м | Жесткость пружины, k. Н/м | Среднее значение жесткости пружины, kср. Н/м |
1 | | | | | | |
2 | | | | |
3 | | | | |
4 | | | | |
5 | | | | |
8. Постройте график зависимости силы упругости (
) от удлинения тела, проверить выполнение закона Гука.
9. Проанализируйте результаты исследований и сделайте вывод о проделанной работе.