ID: 00011099
Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину 1, динамометр, линейку и один груз, соберите экспериментальную установку для измерения жёсткости пружины. Определите жёсткость пружины, подвесив к ней один груз. Для измерения веса груза воспользуйтесь динамометром.
В бланке ответов № 2:
сделайте рисунок или описание экспериментальной установки;
запишите формулу для расчёта жёсткости пружины;
укажите результаты измерения веса груза и удлинения пружины с учётом абсолютной погрешности (абсолютную погрешность измерения силы с помощью динамометра принять равной $\pm 0,1 \text{ Н}$, абсолютную погрешность измерения удлинения с помощью линейки принять равной $\pm 2 \text{ мм}$);
запишите числовое значение жёсткости пружины.
Источник: ФИПИ
Соберём установку: пружину закрепляем на штативе с помощью муфты и лапки, к её нижнему концу подвешиваем один груз. Вес груза измеряем динамометром, а удлинение пружины — линейкой (это разность длины пружины с грузом и без груза).
В положении равновесия сила упругости пружины равна весу груза, поэтому по закону Гука жёсткость пружины:
$$k = \dfrac{P}{x}$$
где $P$ — вес груза (показание динамометра), $x$ — удлинение пружины.
Результаты измерений: вес груза $P = 1{,}0 \pm 0{,}1$ Н (погрешность динамометра по условию $\pm 0{,}1$ Н); удлинение пружины $x = 2{,}5 \pm 0{,}2$ см $= 0{,}025 \pm 0{,}002$ м (погрешность линейки по условию $\pm 2$ мм).
Числовое значение жёсткости:
$$k = \dfrac{P}{x} = \dfrac{1{,}0}{0{,}025} = 40 \ \text{Н/м}$$
С учётом погрешностей измерений жёсткость пружины составляет приблизительно $40 \ \text{Н/м}$.