(Ф7) 27. ЛР.№8 «Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жесткости пружины»

Тема: Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жесткости пружины.

Цель работы: исследовать, как зависит сила упругости пружины от удлинения пружины и измерить жесткость пружины.

Оборудование:

• штатив с муфтой и лапкой;
• спиральная пружина;
• набор грузов, масса каждого 0,1 кг;
• линейка.

Сила тяжести грузов, подвешенных к пружине, уравновешивается силой упругости, возникающей в пружине. При изменении числа грузов, подвешенных к пружине, изменяется ее удлинение и сила упругости. По закону Гука Fупр = k│∆ℓ│, где ∆ℓ - удлинение пружины, k – жесткость пружины. По результатам нескольких опытов постройте график зависимости модуля силы упругости Fупр от модуля удлинения │∆ℓ│. При построении графика по результатам опыта экспериментальные точки могут не оказаться на прямой, которая соответствует формуле Fупр = k│∆ℓ│. Это связано с погрешностями измерения. В этом случае график надо проводить так, чтобы примерно одинаковое число точек оказалось по разные стороны от прямой. После построения графика сделайте вывод о зависимости силы упругости от удлинения пружины.

Возьмите точку на прямой (в средней части графика) и определите по графику соответствующие этой точке значения силы упругости и удлинения и вычислите жесткость k. Она и будет искомым средним значением жесткости пружины.  

Указания к работе

1. Закрепите на штативе конец спиральной пружины.

2. Рядом с пружиной установите и закрепите линейку.

3.Отметьте и запишите то деление линейки, против которого приходится стрелка-указатель пружины.

4. Подвесьте груз известной массы и измерьте вызванное им удлинение пружины.

5. К первому грузу добавьте второй, третий и четвертый грузы, записывая каждый раз удлинение │∆ℓ│пружины. По результатам измерений составьте таблицу:

№ опыта	Масса груза m, кг	Сила тяжести mg, Н	Удлинение пружины│∆ℓ│, м
1	0,1
2	0,2
3	0,3
4	0,4

6. По результатам измерений постройте график зависимости силы упругости от удлинения и , пользуясь им, определите среднее значение жесткости пружины kср

kср = F / │∆ℓ│