Лабораторная работа №6 ГДЗ Перышкин Иванов 7 класс (Физика)
6. Исследование силы упругости
Цель работы: проверить справедливость гипотезы «Сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины».
Приборы и материалы: штатив с муфтой и лапкой, спиральная пружина, набор грузов массой по 100 г, линейка.
Указания к работе
- Закрепите в лапке штатива конец пружины и линейку так, чтобы пружина была параллельна линейке.
- Определите длину пружины в ненагруженном состоянии.
- Подвешивая к пружине последовательно один груз, два, три, четыре, определите удлинение пружины $$x=l-l_0$$ для каждого случая.
- Обработка результатов прямых измерений. Результаты измерений запишите в таблицу 14 с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления линейки. Учтите, что абсолютная погрешность измерения удлинения пружины будет складываться из погрешности измерения начальной длины пружины и погрешности измерения длины пружины в нагруженном состоянии.
- Найдите отношение удлинения пружины для двух, трёх, четырёх грузов к удлинению пружины с одним грузом.
- Найдите отношение сил упругости пружины с двумя, тремя, четырьмя грузами к силе упругости пружины с одним грузом.
- Проанализируйте результаты и сделайте вывод о справедливости гипотезы.
| Начальная длина пружины $$l_0 \pm \Delta l_0$$, см | Сила упругости $$F_{\text{упр}}$$, Н | Длина нагруженной пружины $$l \pm \Delta l$$, см | Удлинение $$x \pm \Delta x$$, см | $$\dfrac{F_{\text{упр.}2,3,4}}{F_{\text{упр.}1}}$$ | $$\dfrac{x_{2,3,4}}{x_1}$$ |
|---|---|---|---|---|---|
| $$30 \pm 0{,}1$$ | 1 | $$50 \pm 0{,}1$$ | $$20 \pm 0{,}1$$ | 1 | 1 |
| $$30 \pm 0{,}1$$ | 2 | $$70 \pm 0{,}1$$ | $$40 \pm 0{,}1$$ | 2 | 2 |
| $$30 \pm 0{,}1$$ | 3 | $$90 \pm 0{,}1$$ | $$60 \pm 0{,}1$$ | 3 | 3 |
| $$30 \pm 0{,}1$$ | 4 | $$110 \pm 0{,}1$$ | $$80 \pm 0{,}1$$ | 4 | 4 |
Абсолютная погрешность удлинения равна сумме погрешностей измерения начальной длины и длины пружины в нагруженном состоянии:
$$\Delta x=\Delta l_0+\Delta l=0{,}1+0{,}1=0{,}2\ \text{см}.$$
Сравним отношения сил упругости и удлинений:
$$\frac{F_{\text{упр.}2,3,4}}{F_{\text{упр.}1}}=2,\ 3,\ 4,$$
$$\frac{x_{2,3,4}}{x_1}=2,\ 3,\ 4.$$
Следовательно, при увеличении силы упругости в 2, 3, 4 раза удлинение пружины увеличивается во столько же раз. Значит, сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины.
Вывод: гипотеза подтверждается, $$F_{\text{упр}}=k\Delta l$$.
