ID: 00013030
Используя штатив с муфтой, подвижный блок, нить, 3 груза и динамометр, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы упругости при подъём груза с использованием подвижного блока. Определите работу, совершаемую силой упругости при подъёме грузов на высоту 20 см. Абсолютную погрешность измерения силы с помощью динамометра принять равной ±0,1 Н.
В бланке ответов № 2:
1) сделайте рисунок или описание экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта работы силы упругости;
3) укажите результаты прямых измерений силы упругости с учётом абсолютной погрешности и пути;
4) запишите числовое значение работы силы упругости
Источник: ФИПИ
Собираем установку: на штативе закрепляем подвижный блок, через него перекидываем нить. К оси подвижного блока подвешиваем грузы, а за свободный конец нити тянем динамометром вверх, равномерно поднимая грузы.
Почему так. У подвижного блока сила, которую показывает динамометр, примерно вдвое меньше веса грузов, зато конец нити приходится вытягивать вдвое длиннее, чем поднимаются грузы. Работа силы упругости равна произведению силы на путь конца нити.
Формула. $A = F_{\text{упр}} \cdot S$, где $S$ — путь конца нити (вдвое больше высоты подъёма груза).
Измерения. Силу $F_{\text{упр}}$ (с погрешностью $\pm0{,}1$ Н) снимаем с динамометра; высота подъёма груза $20$ см, поэтому путь конца нити $S = 2 \cdot 0{,}2 = 0{,}4$ м.
Расчёт. Подставляем измеренную силу: $A = F_{\text{упр}} \cdot 0{,}4$ — получаем работу в джоулях.