Л (Дата виконання) абораторна робота №3 Визначення сили пружності

Мета роботи: навчитися визначати сили пружності та жорсткість пружини учбового динамометра, за даними дослідів знайти відношення прикладеної до пружини сили до її видовження; побудувати графік залежності видовження пружини від прикладеної до неї сили..

Обладнання:

Штатив з лапкою.
Набір тягарців відомої маси.
Кульки різної маси.
Динамометр або спіральна пружина.
Лінійка з міліметровими поділками або смужка міліметрового паперу.

Теоретичні відомості

Сила пружності - це сила, що виникає в зразку при його деформації і направлена протилежно деформації.

Деформація - це зміна форми або об'єму тіла.

Закон Гука: сила пружності прямо пропорційна величині деформації.

де - деформація або коефіцієнт пружності, - видовження тіла

- жорсткість.

З малюнку видно, якщо напрямок деформації співпадає з напрямком вісі х, то напрямок сили пружності протилежний їй, і навпаки, тому в законі Гука з'являється знак «-».

Жорсткість - це фізична величина, що чисельно дорівнює силі пружності, що виникла би в зразку при його деформації на 1 м:

! Звісно, це зовсім не означає, що його дійсно можна розтягнути на 1 м !

Жорсткість пружини тим більше, чим вона має більшу площу поперечного перерізу і чим вона коротша, а також залежно від роду матеріалу (згадайте, що ми зустрічались з цією величиною при вивченні пружинного маятника).

На тому, що сила пружності пропорційна деформації заснована дія динамометра.

В недеформованому тілі молекули розташовуються на відстанях, де сили притягання і сили відштовхування зрівноважені. Якщо тіло стискати, то починають переважати сили відштовхування, а якщо розтягувати, то сили притягання. Але сили взаємодії між молекулами мають електромагнітну природу, оскільки в склад атомів входять електричне заряджені частинки, а рухомі заряджені частинки оточені магнітним полем.

Отже, сили пружності - електромагнітні.

Порядок виконання роботи

Закріпіть на штативі кінець спіральної пружини, що має стрілку-покажчик і гачок для підвішування тягарців.
Н а шкалі динамометру закріпити лінійку з міліметровими поділками або смужку міліметрового паперу (рис.1).
Відмітьте положення стрілки-покажчика.
Підвісьте до пружини тягарець масою т і виміряйте спричинене ним видовження пружини . Результат вимірювань запишіть в таблицю.
До першого тягарця додайте другий, третій і т.д. Знайдіть видовження пружини під дією кульки 2т, 3т.
Запишіть дані в таблицю. і виконайте необхідні обчислення.
Визначить силу тяжіння, що діє на тягарці за формулою для всіх дослідів ,