Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040439

Собираем установку. Пружину № 1 подвешиваем к держателю штатива. Пока на ней ничего не висит, отмечаем положение её нижнего конца — по шкале пружины или по приложенной линейке. Подвешиваем сразу все три груза (№ 1, № 2 и № 3), даём пружине успокоиться и отмечаем новое положение нижнего конца. Отдельно взвешиваем эти же три груза динамометром № 2.

Почему грузов сразу три. Чем больше растяжение, тем меньше сказывается погрешность линейки: ошибка в 2 мм на фоне большого удлинения почти не портит результат. Поэтому пружину нагружают посильнее — но, конечно, в пределах, где она ещё возвращается в исходное состояние.

Почему сила упругости равна весу. Грузы висят неподвижно, значит силы на них уравновешены: пружина тянет вверх с той же силой, с какой Земля тянет вниз. Поэтому силу упругости не измеряют отдельно — достаточно знать общий вес грузов.

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

Измерения. Вес трёх грузов: $P = (P \pm 0{,}1)$ Н. Удлинение пружины: $x = (x \pm 2)$ мм — это разность двух отметок, а не полная длина пружины.

Расчёт. Переводим удлинение в метры и делим. Пусть $P = 3{,}0$ Н, а пружина удлинилась на $150$ мм $= 0{,}150$ м: $k = \dfrac{3{,}0}{0{,}150} = 20$ Н/м. Жёсткость измеряют в ньютонах на метр (Н/м).