ID: 00040201
Источник: ФИПИ
Собираем установку. Пружину № 2 подвешиваем к держателю штатива. Пока она не нагружена, отмечаем положение её нижнего конца — по шкале самой пружины или по приложенной рядом линейке. Подвешиваем груз № 4, ждём, пока пружина перестанет качаться, и отмечаем новое положение нижнего конца. Отдельно измеряем вес этого груза динамометром № 1.
Что такое жёсткость. Жёсткость $k$ отвечает на вопрос: какую силу надо приложить, чтобы растянуть пружину на один метр. Мягкая пружина от того же груза вытягивается сильно — жёсткость маленькая; тугая почти не поддаётся — жёсткость большая.
Почему сила упругости равна весу груза. 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 отдельно измерять не надо — достаточно взвесить груз динамометром.
Формула. Закон Гука: $F_{упр} = kx$, отсюда $k = \dfrac{F_{упр}}{x} = \dfrac{P}{x}$.
Измерения. Вес груза: $P = (P \pm 0{,}02)$ Н. Удлинение: $x = (x \pm 2)$ мм — именно разность двух отметок, а не полная длина пружины.
Расчёт. Переводим удлинение в метры и делим. Пусть $P = 1{,}00$ Н, а пружина удлинилась на $40$ мм $= 0{,}040$ м: $k = \dfrac{1{,}00}{0{,}040} = 25$ Н/м. Жёсткость измеряется в ньютонах на метр (Н/м).