Дослід 4. Виконання роботи за рахунок зміни кінетичної енергії рухомого тіла.

Обладнання: розбірний жолоб Галілея, дві металеві кульки з різ­ними масами, дерев'яний брусок або металевий циліндр для дослідів з кало­риметрії, штатив з лапкою і муфтою, стрілки-покажчики.

Одну частину розбірного жолоба Галілея за допомогою штатива встановлюють похило, а другу, що є продовженням першої – горизонтально. На горизонтальному жолобі кладуть невеликий дерев'яний брусок ребром у заглибину жолоба або металевий циліндр з набору приладів для калориметричних досліджень. Положення циліндра позначають стрілкою-покажчиком. Меншу металеву кульку встановлюють на похилому жо­лобі, позначивши її початкове положення стрілкою або крей­дою на жолобі. Якщо кульці дати змогу скочуватись по жоло­бу, то вона, ударяючи в брусок (циліндр), переміщує його на деяку відстань, а сама зупиняється.

Проводячи дослід, пояс­нюють учням процес перетворення енергії кульки під час її скочування і взаємодії з циліндром і роблять висновок. Збільшивши (або зменшивши) початкову висоту пуску кульки, помічають, що збільшилось (зменшилось) переміщення бруска. Роблять висновок про залежність кінетичної енергії кульки від швидкості, а також про різну величину роботи, яку виконує кулька.

Дослід повторюють з кулькою більшої маси і встановлюють зв'язок кінетичної енергії кульки з її масою (якісно). Об'єд­навши висновки з обох дослідів, констатують, що кінетична енергія тіла залежить від його швидкості і маси, і що тіло, яке має більшу енергію, може виконати більшу роботу.

Дослід 5. Виконання роботи за рахунок зміни потенціальної енергії тіла.

Обладнання трубчастий демонстраційний динамометр (від при­ладу Румянцева або інший, подібний йому), важок 50–100 г, демонстра­ційний метр, штатив з муфтою і лапкою.

Цей дослід дає змогу перевірити висновок про те, що зміна енергії тіла дорівнює виконаній роботі. До крючка динамомет­ра, встановленого вертикально в лапці штатива на деякій ви­соті над столом, прив'язують міцний шнурок завдовжки 20–30 см. До другого кінця шнурка прив'язують важок. Взявши важок у руку, піднімають його так, щоб центр важка був на рівні крючка динамометра, а потім відпускають важок. Падаю­чи, він натягує шнурок і деформує (розтягує) пружину дина­мометра. Покази динамометра фіксують, дослід повторюють 3-4 рази, знаходять середнє значення найбільшої сили, яка діє на пружину динамометра.

Взявшись рукою за крючок динамометра, відтягують його вниз доти, поки стрілка не покаже середнє значення цієї сили. За допомогою метра вимірюють переміщення крючка, тобто деформацію пружини динамометра. Помноживши цю величину на половину середнього значення сили, знаходять роботу по деформації пружини динамометра, виконану падаючим важком. Вимі­рявши відстань від крючка до цент­ра важка й додавши до неї видов­ження пружини, знаходять висоту, з якої падав важок, обчислюють зміну його потенціальної енергії. Порівнюючи роботу по деформації пружини динамометра із зміною потенціальної енергії важка, при­ходять до висновку, що в межах точності досліду, вони рівні. Так дістають експериментальне під­твердження того, що зміна енергії тіла дорівнює виконаній роботі.