ID: 00008687
Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и три груза, соберите экспериментальную установку для измерения жёсткости пружины. Определите жёсткость пружины, подвесив к ней три груза. Для измерения веса грузов воспользуйтесь динамометром. Абсолютную погрешность измерения силы с помощью динамометра принять равной ±0,1 Н, абсолютную погрешность измерения удлинения пружины с помощью линейки принять равной ±2 мм.
В бланке ответов:
1) сделайте рисунок или описание экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта жёсткости пружины;
3) укажите результаты измерений веса грузов и удлинения пружины с учётом погрешности измерений;
4) запишите числовое значение
Источник: ФИПИ
Собираем установку: на штативе закрепляем пружину, к ней подвешиваем три груза, линейкой измеряем удлинение пружины, а вес грузов определяем динамометром.
Почему так. Подвешенные грузы растягивают пружину; сила упругости уравновешивает их вес. По закону Гука сила упругости равна жёсткости, умноженной на удлинение: $F_{\text{упр}}=kx$. Значит, жёсткость $k=\dfrac{P}{x}$.
Измерения. Удлинение $x = (60 \pm 2)$ мм $= (0{,}060 \pm 0{,}002)$ м; вес грузов $P = (3{,}0 \pm 0{,}1)$ Н.
Расчёт. $k = \dfrac{3{,}0}{0{,}060} = 50$ Н/м.
Схема экспериментальной установки (см. рисунок)
$F_{упр} = mg = P; F{упр} = kx => k = \dfrac{P}{x}$
$x = (60 ± 2) мм = (0,060 ± 0,002) м; P = (3,0 ± 0,1) H.$
k = 50 H/м
