Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040038

Собираем установку. Пружину № 2 вешаем на держатель штатива. Пока она пустая, отмечаем положение её нижнего конца — по собственной шкале пружины или по приложенной рядом линейке. Подвешиваем груз № 5, ждём, пока колебания затухнут, и отмечаем новое положение нижнего конца. Отдельно динамометром № 1 измеряем вес этого груза.

Что такое жёсткость. Жёсткость — это мера «упрямства» пружины: она показывает, какую силу нужно приложить, чтобы растянуть пружину на один метр. Мягкая пружина от небольшого груза вытягивается сильно — жёсткость у неё маленькая; тугая почти не поддаётся — жёсткость большая.

Почему сила упругости равна весу. Подвешенный груз висит неподвижно, значит действующие на него силы уравновешены: пружина тянет вверх ровно с той же силой, с какой Земля тянет вниз. Поэтому силу упругости не нужно измерять отдельно — достаточно узнать вес груза динамометром.

Формула. Закон Гука: $F_{упр} = kx$, откуда $k = \dfrac{F_{упр}}{x} = \dfrac{P}{x}$.

Измерения. Вес: $P = (P \pm 0{,}02)$ Н. Удлинение: $x = (x \pm 2)$ мм — это именно разность двух отметок, а не полная длина пружины.

Расчёт. Переводим удлинение в метры и делим. Например, при $P = 0{,}80$ Н и $x = 32$ мм $= 0{,}032$ м: $k = \dfrac{0{,}80}{0{,}032} = 25$ Н/м. Жёсткость измеряется в ньютонах на метр (Н/м).