Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040128

Собираем установку. Пружину № 2 подвешиваем к держателю штатива вертикально. Замечаем, где находится её нижний конец, пока она пустая, — по шкале самой пружины или по приложенной рядом линейке. Затем подвешиваем груз № 6, ждём, пока пружина успокоится, и снова замечаем положение нижнего конца. Отдельно тем же динамометром № 1 измеряем вес груза № 6.

Что такое жёсткость. Жёсткость — это «упрямство» пружины: она показывает, какую силу нужно приложить, чтобы растянуть пружину на один метр. У мягкой пружины жёсткость маленькая (сильно растягивается от небольшого груза), у тугой — большая.

Почему сила упругости равна весу. Груз висит неподвижно, значит силы на нём уравновешены: пружина тянет его вверх ровно с той силой, с какой Земля тянет вниз. Поэтому сила упругости численно совпадает с весом груза, а вес мы просто снимаем с динамометра.

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

Измерения. Вес груза $P = (P \pm 0{,}02)$ Н — динамометр № 1 достаточно точный. Удлинение $x = (x \pm 2)$ мм — это именно разность двух отмеченных положений, а не вся длина пружины.

Расчёт. Переводим удлинение в метры и делим. Например, при весе $1{,}00$ Н и удлинении $40$ мм $= 0{,}040$ м получаем $k = \dfrac{1{,}00}{0{,}040} = 25$ Н/м. Жёсткость измеряется в ньютонах на метр (Н/м).