Kerja makmal "Mengukur kekakuan spring" Tujuan. Pengukuran kekakuan spring

KERJA MAKMAL→ nombor 2

Tujuan kerja: cari kekukuhan spring daripada ukuran pemanjangan spring di makna yang berbeza graviti

Mengimbangi daya keanjalan berdasarkan hukum Hooke:

Dalam setiap eksperimen, ketegaran ditentukan pada makna yang berbeza keanjalan dan daya pemanjangan, iaitu keadaan eksperimen berubah. Oleh itu, untuk mencari nilai kekukuhan purata, adalah mustahil untuk mengira min aritmetik hasil pengukuran. Mari gunakan kaedah grafik untuk mencari nilai purata, yang boleh digunakan dalam kes sedemikian. Berdasarkan keputusan beberapa eksperimen, kami akan membina graf pergantungan modulus daya anjal Felp pada modulus pemanjangan |x|. Apabila membina graf berdasarkan keputusan eksperimen, titik eksperimen mungkin tidak berada pada garis lurus yang sepadan dengan formula

Ini disebabkan oleh kesilapan pengukuran. Dalam kes ini, jadual perlu dijalankan supaya lebih kurang nombor yang sama mata ternyata sisi yang berbeza daripada garis lurus. Selepas membina graf, ambil satu titik pada garis lurus (di bahagian tengah graf), tentukan daripadanya nilai daya kenyal dan pemanjangan yang sepadan dengan titik ini, dan hitung kekukuhan k. Ini akan menjadi nilai purata yang dikehendaki bagi kavg kekakuan spring.

Hasil pengukuran biasanya ditulis sebagai ungkapan k = = kcp±Δk, di mana Δk ialah ralat pengukuran mutlak terbesar. Daripada kursus algebra (gred VII) diketahui bahawa ralat relatif(εk) adalah sama dengan nisbah ralat mutlak Δk kepada nilai k:

Dari mana datangnya Δk - εkk. Terdapat peraturan untuk mengira ralat relatif: jika nilai yang ditentukan secara eksperimen didapati hasil daripada pendaraban dan pembahagian nilai anggaran yang disertakan dalam formula pengiraan, maka ralat relatif ditambah. Dalam kerja itu

Mengukur bermaksud: 1) satu set pemberat, jisim setiap satu ialah m0 = 0.100 kg, dan ralat Δm0 = 0.002 kg; 2) pembaris dengan pembahagian milimeter.

Bahan: 1) tripod dengan gandingan dan kaki; 2) spring lingkaran.

Arahan kerja

1. Pasang hujung spring lingkaran pada tripod (hujung spring yang satu lagi dilengkapi dengan anak panah dan cangkuk - Rajah 176).

2. Di sebelah atau di belakang spring, pasang dan kencangkan pembaris dengan pembahagian milimeter.

3. Tandakan dan tuliskan pembahagian pembaris yang bertentangan dengan anak panah penuding spring.

4. Gantungkan beban jisim yang diketahui pada spring dan ukur pemanjangan spring yang disebabkan olehnya.

5. Pada beban pertama, tambahkan pemberat kedua, ketiga, dsb., merekod setiap kali pemanjangan |x| mata air. Berdasarkan hasil pengukuran, isikan jadual:

6. Berdasarkan keputusan pengukuran, plotkan pergantungan daya kenyal pada pemanjangan dan, dengan menggunakannya, tentukan nilai purata kekukuhan spring kcp.

7. Kira ralat relatif terbesar yang mana nilai kavg ditemui (daripada eksperimen dengan satu beban). Dalam formula (1)

Oleh kerana ralat dalam mengukur pemanjangan ialah Δx=1 mm, maka

8. Cari

Dan tulis jawapannya sebagai:

1 Ambil g≈10 m/s2.

Hukum Hooke: "Daya kenyal yang timbul semasa ubah bentuk jasad adalah berkadar dengan pemanjangannya dan diarahkan bertentangan dengan arah pergerakan zarah badan semasa ubah bentuk."

undang-undang Hooke

Kekakuan ialah pekali perkadaran antara daya kenyal dan perubahan panjang spring di bawah pengaruh daya yang dikenakan padanya. Mengikut undang-undang ketiga Newton, daya yang dikenakan pada spring adalah sama besarnya dengan daya kenyal yang dihasilkan di dalamnya. Oleh itu, kekakuan spring boleh dinyatakan sebagai:

Di mana F ialah daya yang dikenakan pada spring, dan x ialah perubahan panjang spring di bawah tindakannya. Mengukur bermaksud: satu set pemberat, jisim setiap satu ialah m0 = (0.1±0.002) kg.

Pembaris dengan pembahagian milimeter (Δx = ±0.5 mm). Prosedur untuk melaksanakan kerja diterangkan dalam buku teks dan tidak memerlukan ulasan.

Kerja makmal "Mengukur kekakuan spring" Tujuan kerja: untuk mencari kekakuan spring daripada ukuran spring pada nilai graviti Ft yang berbeza, mengimbangi daya kenyal Fupr, berdasarkan hukum Hooke k = Fupr/x. Dalam setiap eksperimen, ketegaran ditentukan pada nilai daya kenyal dan pemanjangan yang berbeza, i.e. keadaan eksperimen berubah. Oleh itu, untuk mencari nilai purata, adalah mustahil untuk mengira min aritmetik hasil pengukuran. Berdasarkan keputusan beberapa eksperimen, kami akan membina graf pergantungan Fel pada pemanjangan x. Apabila membina graf berdasarkan keputusan eksperimen, titik eksperimen mungkin tidak berada pada garis lurus yang sama, yang ditentukan mengikut formula Fpr=kx. Ini disebabkan oleh kesilapan pengukuran. Dalam kes ini, graf mesti dilukis supaya lebih kurang bilangan titik yang sama berada pada sisi bertentangan garis lurus. Selepas membina graf, ambil satu titik pada garis lurus (di bahagian tengah graf), tentukan daripadanya nilai daya kenyal dan pemanjangan yang sepadan dengan titik ini dan hitung kekukuhan k. Ini akan menjadi nilai purata yang dikehendaki bagi kavg kekakuan spring. Hasil pengukuran ditulis dalam bentuk ungkapan k=kр±Δk, di mana Δk ialah ralat pengukuran k mutlak. Ralat relatif εk= , dari mana Δk=εkk. Terdapat peraturan k untuk mengira ralat relatif: jika nilai yang ditentukan secara eksperimen didapati hasil daripada pendaraban dan pembahagian nilai anggaran yang disertakan dalam formula pengiraan, maka ralat relatif dijumlahkan. Dalam kerja ini k= Fcontrol/x. Oleh itu εk=εF+εx. Peralatan dan bahan: 1) Satu set pemberat, tripod dengan gandingan dan kaki, dinamometer, pembaris dengan pembahagian milimeter. Susunan kerja. 1. Lekapkan dinamometer pada tripod. 2. Selamatkan atau pasang pembaris dengan pembahagian milimeter berdekatan. 3. Gantungkan beban pada spring, ukur daya kenyal yang dihasilkan dan pemanjangan spring. 4. Tambah kedua, ketiga, dsb. timbang dan ulangi sukatan. Berdasarkan keputusan pengukuran, isikan jadual. Nombor eksperimen 1 2 3 4 F, N x, m 5. Berdasarkan keputusan pengukuran, plotkan pergantungan daya kenyal pada pemanjangan spring dan, dengan menggunakannya, tentukan nilai purata kavg kekukuhan spring. 6. Kira ralat relatif yang kср ditemui (daripada eksperimen dengan satu beban F x). Dalam eksperimen εF= , εx= . Ralat semasa mengukur pemanjangan Δx=1 mm, F x ralat semasa mengukur daya ΔF=0.1N. 7. Cari Δk=εkkср dan dalam output tulis jawapan dalam bentuk k=kср±Δk. Kerja makmal “Mengukur pekali geseran” Tujuan kerja: Tentukan pekali geseran bongkah kayu yang menggelongsor pada permukaan menggunakan formula Ftr = μP. Dinamometer digunakan untuk mengukur daya yang diperlukan untuk menarik bongkah secara seragam dengan beban pada permukaan mendatar. Daya ini adalah sama dengan magnitud dengan daya geseran Ftr. Menggunakan dinamometer yang sama, anda boleh mencari berat blok yang dimuatkan. Setelah menentukan nilai daya geseran pada pelbagai nilai berat badan, adalah perlu untuk merancang pergantungan Ftr pada P dan mencari nilai purata pekali geseran, seperti dalam kerja sebelumnya. Peranti dan bahan: bongkah kayu, permukaan (contohnya, meja), set pemberat, dinamometer. Susunan kerja. 1. Letakkan bongkah pada permukaan mendatar. 2. Pasangkan dinamometer pada bongkah, tariknya sama rata melintasi permukaan, perhatikan bacaan dinamometer. 3. Timbang bongkah dan berat. 4. Tambahkan pemberat kedua dan ketiga kepada pemberat pertama, setiap kali menimbang bongkah dan pemberat serta mengukur daya geseran. Masukkan hasil pengukuran ke dalam jadual Eksperimen nombor 1 2 3 4 P, N ΔP, N Ftr, N ΔFtr, N 5. Berdasarkan keputusan pengukuran, plotkan kebergantungan Ftr pada P dan cari nilai purata pekali geseran μav. 6. Kira ralat relatif dalam mengukur pekali geseran. Kerana μ= Ftr/P, kemudian ε μ=εFtr+εP. Pekali geseran diukur dengan ralat terbesar dalam eksperimen dengan satu beban. Cari ralat mutlak Δ μ= ε μ μav dan tulis jawapan dalam output sebagai μ= μav±Δ μ.

Tugas:
Nombor masalah 2
Tujuan kerja: cari kekukuhan spring daripada ukuran pemanjangan spring pada pelbagai nilai graviti

mengimbangi daya kenyal berdasarkan hukum Hooke:

Dalam setiap eksperimen, ketegaran ditentukan pada nilai yang berbeza bagi daya keanjalan dan pemanjangan, iaitu, keadaan eksperimen berubah. Oleh itu, untuk mencari nilai kekukuhan purata, adalah mustahil untuk mengira min aritmetik hasil pengukuran. Mari gunakan kaedah grafik untuk mencari nilai purata, yang boleh digunakan dalam kes sedemikian. Berdasarkan keputusan beberapa eksperimen, kami akan membina graf pergantungan modulus daya anjal Felp pada modulus pemanjangan |x|. Apabila membina graf berdasarkan keputusan eksperimen, titik eksperimen mungkin tidak berada pada garis lurus yang sepadan dengan formula

Ini disebabkan oleh kesilapan pengukuran. Dalam kes ini, graf mesti dilukis supaya lebih kurang bilangan titik yang sama berada pada sisi bertentangan garis lurus. Selepas membina graf, ambil satu titik pada garis lurus (di bahagian tengah graf), tentukan daripadanya nilai daya kenyal dan pemanjangan yang sepadan dengan titik ini, dan kirakan kekukuhan k. Ini akan menjadi nilai purata yang dikehendaki bagi kavg kekakuan spring.
Hasil pengukuran biasanya ditulis sebagai ungkapan k = = kcp±Δk, di mana Δk ialah ralat pengukuran mutlak terbesar. Daripada kursus algebra (gred VII) diketahui bahawa ralat relatif (εk) adalah sama dengan nisbah ralat mutlak Δk kepada nilai k:

dari mana Δk - εkk. Terdapat peraturan untuk mengira ralat relatif: jika nilai yang ditentukan secara eksperimen didapati hasil daripada pendaraban dan pembahagian nilai anggaran yang disertakan dalam formula pengiraan, maka ralat relatif dijumlahkan. Dalam kerja itu

sebab tu

Mengukur bermaksud: 1) satu set pemberat, jisim setiap satu ialah m0 = 0.100 kg, dan ralat Δm0 = 0.002 kg; 2) pembaris dengan pembahagian milimeter.
Bahan: 1) tripod dengan gandingan dan kaki; 2) spring lingkaran.
Arahan kerja
1. Pasang hujung spring lingkaran pada tripod (hujung spring yang satu lagi dilengkapi dengan anak panah dan cangkuk - Rajah 176).

2. Di sebelah atau di belakang spring, pasang dan kencangkan pembaris dengan pembahagian milimeter.
3. Tandakan dan tuliskan pembahagian pembaris yang bertentangan dengan anak panah penuding spring.
4. Gantungkan beban jisim yang diketahui pada spring dan ukur pemanjangan spring yang disebabkan olehnya.
5. Pada beban pertama, tambahkan pemberat kedua, ketiga, dsb., merekod setiap kali pemanjangan |x| mata air. Berdasarkan hasil pengukuran, isikan jadual:

Nombor
pengalaman

6. Berdasarkan keputusan pengukuran, plotkan pergantungan daya kenyal pada pemanjangan dan, dengan menggunakannya, tentukan nilai purata kekukuhan spring kcp.
7. Kira ralat relatif terbesar yang mana nilai kavg ditemui (daripada eksperimen dengan satu beban). Dalam formula (1)

kerana ralat dalam mengukur pemanjangan ialah Δx=1 mm, maka

8. Cari

dan tulis jawapan sebagai:

1 Ambil g≈10 m/s2.
Hukum Hooke: "Daya kenyal yang timbul semasa ubah bentuk jasad adalah berkadar dengan pemanjangannya dan diarahkan bertentangan dengan arah pergerakan zarah badan semasa ubah bentuk."

undang-undang Hooke
Kekakuan ialah pekali perkadaran antara daya kenyal dan perubahan panjang spring di bawah pengaruh daya yang dikenakan padanya. Mengikut undang-undang ketiga Newton, daya yang dikenakan pada spring adalah sama besarnya dengan daya kenyal yang dihasilkan di dalamnya. Oleh itu, kekakuan spring boleh dinyatakan sebagai:

di mana F ialah daya yang dikenakan pada spring, dan x ialah perubahan panjang spring di bawah tindakannya. Mengukur bermaksud: satu set pemberat, jisim setiap satu ialah m0 = (0.1±0.002) kg.
Pembaris dengan pembahagian milimeter (Δx = ±0.5 mm). Prosedur untuk melaksanakan kerja diterangkan dalam buku teks dan tidak memerlukan ulasan.

berat, kg

sambungan |x|,

* Pecutan jatuh bebas mari kita ambil ia sama dengan 10 m/s2.
Pengiraan:

Pengiraan ralat pengukuran:

εх adalah maksimum apabila x ialah terkecil, iaitu, dalam kes kami, untuk eksperimen dengan satu beban

Anda boleh menulis hasil pengukuran sebagai:

atau pembulatan:

kerana dalam kes kami, sisihan R1 yang dikira; R2; R3; R4 dari Rav adalah besar kerana perbezaan dalam keadaan percubaan yang kami terima

Penyelesaian masalah:

matlamat kerja: cari kekakuan spring daripada ukuran pemanjangan spring pada pelbagai nilai graviti

mengimbangi daya kenyal berdasarkan hukum Hooke:

dalam setiap eksperimen, ketegaran ditentukan pada nilai berbeza daya kenyal dan pemanjangan, iaitu, keadaan eksperimen berubah. oleh itu, untuk mencari nilai kekukuhan purata, adalah mustahil untuk mengira min aritmetik hasil pengukuran. Mari gunakan kaedah grafik untuk mencari nilai purata, yang boleh digunakan dalam kes sedemikian. Berdasarkan keputusan beberapa eksperimen, kami akan membina graf pergantungan modulus daya kenyal fel pada modulus pemanjangan |x|. apabila membina graf berdasarkan keputusan eksperimen, titik eksperimen mungkin tidak berada pada garis lurus yang sepadan dengan formula

ini disebabkan oleh kesilapan pengukuran. dalam kes ini, graf mesti dilukis supaya lebih kurang bilangan titik yang sama berada pada sisi bertentangan garis lurus. Selepas membina graf, ambil satu titik pada garis lurus (di bahagian tengah graf), tentukan daripadanya nilai daya kenyal dan pemanjangan yang sepadan dengan titik ini, dan kirakan kekukuhan k. ia akan menjadi nilai purata yang dikehendaki bagi kekakuan spring k avg.
hasil pengukuran biasanya ditulis sebagai ungkapan k = = k cp ±δk, di mana δk ialah ralat pengukuran mutlak terbesar. daripada kursus algebra (gred vii) diketahui bahawa ralat relatif (ε k) adalah sama dengan nisbah ralat mutlak δk kepada nilai k:

dari mana δk - ε k k. Terdapat peraturan untuk mengira ralat relatif: jika nilai yang ditentukan secara eksperimen didapati hasil daripada pendaraban dan pembahagian nilai anggaran yang disertakan dalam formula pengiraan, maka ralat relatif dijumlahkan. Dalam kerja itu

sebab tu

alat pengukur: 1) satu set pemberat, jisim setiap satu ialah m 0 = 0.100 kg, dan ralat δm 0 = 0.002 kg; 2) pembaris dengan pembahagian milimeter.
bahan: 1) tripod dengan gandingan dan kaki; 2) spring lingkaran.
susunan kerja
1. Pasang hujung spring lingkaran pada tripod (hujung spring yang satu lagi dilengkapi dengan penuding anak panah dan cangkuk - Rajah 176).

2. Di sebelah spring atau di belakangnya, pasang dan selamatkan pembaris dengan pembahagian milimeter.
3. Tandakan dan tuliskan pembahagian pembaris yang jatuh oleh anak panah penuding spring.
4. Gantungkan beban jisim yang diketahui pada spring dan ukur pemanjangan spring yang disebabkan olehnya.
5. pada beban pertama, tambahkan pemberat kedua, ketiga, dsb., tuliskan pemanjangan |x| mata air. Berdasarkan hasil pengukuran, isikan jadual:

nombor pengalaman	m, kg	mg 1, n	|x|, m

6. Berdasarkan keputusan pengukuran, plotkan pergantungan daya kenyal pada pemanjangan dan, dengan menggunakannya, tentukan nilai purata kekukuhan spring k cp.
7. Kira ralat relatif terbesar yang mana nilai k av ditemui (daripada eksperimen dengan satu beban). dalam formula (1)



kerana ralat dalam mengukur pemanjangan ialah δx=1 mm, maka


8. mencari

dan tulis jawapan sebagai:

1 ambil g≈10 m/s 2.
Hukum Hooke: "daya keanjalan yang timbul semasa ubah bentuk jasad adalah berkadar dengan pemanjangannya dan diarahkan bertentangan dengan arah pergerakan zarah badan semasa ubah bentuk."

undang-undang Hooke
kekakuan ialah pekali perkadaran antara daya kenyal dan perubahan panjang spring di bawah pengaruh daya yang dikenakan padanya. Mengikut undang-undang ketiga Newton, daya yang dikenakan pada spring adalah sama besarnya dengan daya kenyal yang dihasilkan di dalamnya. Oleh itu, kekakuan spring boleh dinyatakan sebagai:

di mana f ialah daya yang dikenakan pada spring, dan x ialah perubahan panjang spring di bawah tindakannya. alat pengukur: satu set pemberat, jisim setiap satu adalah sama dengan m 0 = (0.1 ± 0.002) kg.
pembaris dengan pembahagian milimeter (δх = ±0.5 mm). prosedur untuk melaksanakan kerja diterangkan dalam buku teks dan tidak memerlukan ulasan.

Pengalaman no.	berat, kg		sambungan |x|,	k, n/m
			m

Kerja makmal Bil.

Pengukuran kekakuan spring

Darjah 10

Matlamat kerja: cari kekukuhan spring daripada ukuran pemanjangan spring pada pelbagai nilai graviti mengimbangi daya kenyal
, berdasarkan undang-undang Hooke:
.

Peranti dan bahan:

Dalam setiap eksperimen, ketegaran ditentukan pada nilai yang berbeza bagi daya kenyal dan pemanjangan, i.e. keadaan eksperimen berubah. Oleh itu, untuk mencari nilai kekukuhan purata, adalah mustahil untuk mengira min aritmetik hasil pengukuran. Mari gunakan kaedah grafik untuk mencari nilai purata, yang boleh digunakan dalam kes sedemikian. Berdasarkan keputusan beberapa eksperimen, kami akan membina graf pergantungan modulus daya kenyal pada modulus pemanjangan x. Apabila membina graf berdasarkan keputusan eksperimen, titik eksperimen mungkin tidak berada pada garis lurus yang sepadan dengan formula
. Ini disebabkan oleh ralat pengukuran: Dalam kes ini, graf mesti dilukis supaya lebih kurang bilangan titik yang sama berada pada sisi bertentangan garis lurus. Selepas membina graf, ambil satu titik pada garis lurus (di bahagian tengah graf), tentukan daripadanya nilai daya kenyal dan pemanjangan yang sepadan dengan titik ini, dan kirakan kekukuhan k. Ini akan menjadi purata kekakuan spring yang diingini .

Hasil pengukuran biasanya ditulis sebagai ungkapan
, Di mana
- ralat pengukuran mutlak yang paling besar. Adalah diketahui bahawa ralat relatif ( ) adalah berbeza berhubung dengan ralat mutlak kepada nilai k :

, di mana
.

Dalam kerja itu
. sebab tu
, Di mana
,
,

Kesilapan mutlak:

= 0.002 kg ;

=1mm,

.

Arahan kerja

Pasang hujung spring gegelung pada tripod.

Di sebelah spring atau di belakangnya, pasang dan selamatkan pembaris dengan pembahagian milimeter.

Tandakan dan tuliskan pembahagian pembaris yang terkena anak panah penuding spring.

Gantungkan beban jisim yang diketahui pada spring dan ukur pemanjangan spring yang disebabkan olehnya.

Tambahkan kedua, ketiga, dsb. pada beban pertama. dimuatkan, merekodkan setiap kali pemanjangan x spring. Berdasarkan hasil pengukuran, isikan jadual:

Nombor pengalaman