Лабораторна робота «Вимірювання жорсткості пружини»

Фізика. 10 клас. Академічний рівень.

Лабораторна робота №2 «Вимірювання жорсткості пружини»

Мета роботи: експериментально перевірити закон Гука, навчитися вимірювати жорсткість пружини; побудувати графік залежності сили пружності пружини від її видовження.

Обладнання: пружина, жорсткість якої вимірюється, набір важків масою по 100 г кожний, дерев’яна лінійка з поділками, штатив з муфтою і лапкою, динамометр.

Підготовка до роботи

І. Готуючись до роботи, повторіть відповідний матеріал підручника.

ІІ. Дайте письмову відповідь на теоретичні питання.

1.Як формулюється закон Гука?

2.Який вигляд має математичний запис цього закону?

3.Для якого виду деформації виконується закон Гука?

4.Що таке жорсткість тіла? Який її фізичний зміст?

5.Яка одиниця вимірювання жорсткості?

Виконання роботи.

І. Інструктаж з БЖД.

Завдання 1.Визначте жорсткість пружини динамометра.

1.Закріпіть у штативі, як показано на рисунку, динамометр і лінійку.

2.Позначте на лінійці поділку, проти якої знаходиться стрілка-покажчик кінця пружини.

3.Розтягнітьпружину з силою 1 Н, виміряйте видовження пружини .

4.Розтягніть пружину з силою 2 Н, потім 3 Н. У кожному випадку виміряйте видовження пружини від початкового положення.

5.Обчисліть жорсткість пружини для кожного випадку, використовуючи математичний запис закону Гука  .

6.Обчисліть середнє значення жорсткості .

.

7.Усі результати вимірювань і обчислень запишіть у таблицю 1

8.За результатами вимірювань побудуйте графік залежності сили пружності від видовження пружини

 Оцініть якісно виконання закону Гука для пружини, жорсткість якої ви визначали.

Завдання 2. Методом меж похибок обчисліть похибки, які допущено під час визначення жорсткості пружини у завданні 1.

1.Запишіть абсолютні похибки засобів вимірювання використовуючи таблицю:

2.Визначте межу відносної похибки

Запишіть формулу, за якою обчислюватимете відносну похибку:

3.Обчисліть межу абсолютної похибки

З формули   виразимо абсолютну похибку як  .4.Запишіть остаточний результат у вигляді:

.

Додаткове завдання

Визначте жорсткість іншої пружини ( не пружини динамометра)

Додаткове обладнання: спіральна пружина.

До пружини підвішують важок. Вимірюють видовження пружини і вагу важка. Вага важка дорівнює силі пружності пружини.

Знаходимо жорсткість пружини за формулою: .

Проведіть досліди і результати вимірювань запишіть у таблицю 2

Творче завдання

Визначте жорсткість пружини методом гідростатичного зважування.

Виконуючи роботу, дотримуйтесь узагальненого плану дій під час виконання експерименту.

Звіт про виконану роботу надайте на окремому аркуші.

Запишіть узагальнений висновок про виконану роботу.