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}.