Физика. Информатика. Портфолио.

Лабораторная работа № 7

Тема: Измерение жёсткости пружины.

Цель работы: состоит в том, чтобы определить коэффициент жёсткости пружины динамометра.

Оборудование:

• штатив с перекладиной и муфтой;
• набор грузов;
• динамометр;
• направляющая рейка;
• крючок.

Указания к работе

Способ измерения жёсткости пружины, которым пользуются в работе, основан на использовании графика зависимости силы упругости, возникающей в пружине при её растяжении от величины удлинения.

Удлиняться пружина динамометра будет под действием веса подвешенных к нему грузов. Удлинение происходит до тех пор, пока вес груза не уравновесится силой упругости пружины.

Удлинение пружины измеряется непосредственно по шкале направляющей рейки.

Величину силы упругости определяют по показаниям динамометра.

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений.

2. Закрепите муфту с перекладиной на стержне штатива на высоте около 30 см от поверхности стола. На перекладину повесьте динамометр, как показано на рисунке. Направляющую рейку установите вертикально. Её шкала должна располагаться вблизи указателя динамометра.

3. Заметьте положение стрелки динамометра относительно шкалы.

4. Подвесьте к динамометру один груз и по шкале с миллиметровыми делениями определите удлинение его пружины в миллиметрах. Удлинение находят как разницу двух положений указателя динамометра на шкале при нагруженном и ненагруженном динамометре.

5. По шкале динамометра измерьте величину силы упругости.

6. Результаты измерений занесите в таблицу.

7.Подвесьте к динамометру два груза и вновь определите удлинение пружины и величину силы упругости.

8. Повторите опыт с тремя и четырьмя грузами. Чтобы в случае трёх и четырёх грузов они не касались поверхности стола, необходимо штатив расположить на краю стола, а перекладину расположить так, чтобы грузы свешивались за границы стола. Направляющей рейкой и в этом случае можно измерить удлинение пружины динамометра.

9. Начертите координатные оси для построения графика зависимости силы упругости от величины удлинения.

10. Нанесите на координатной плоскости соответствующие результатам каждого опыта точки.

11. Постройте график зависимости силы упругости от величины удлинения пружины. Если точки не ложатся на одну прямую, то провести линию графика надо так, чтобы половина точек расположилась по одну сторону от нее, а другая половина - по другую.

12. По графику определите коэффициент жёсткости пружины. Для этого в средней части графика возьмите произвольную точку, опустите от нее перпендикуляры на координатные оси и определите соответствующие этой точке величины удлинения и силы упругости. По полученным значениям этих величин на основании закона Гука вычислите коэффициент жёсткости (или, короче, жёсткость) пружины: к = F_упр/x.