Измерение жёсткости пружины

Цели работы: 1) проверить справедливость закона Гука для пружины динамометра; 2) измерить жёсткость этой пружины.

Оборудование: штатив с муфтой и зажимом, динамометр с заклеенной шкалой, набор грузов массой по 100 г, прозрачная линейка.

Описание работы

Согласно закону Гука модуль F силы упругости и модуль х удлинения пружины связаны соотношением F = kx. Измерив для конкретного случая F их, можно найти коэффициент жёсткости k по формуле

Ход работы

1. Закрепите динамометр в штативе на достаточно большой высоте над столом.

2. Подвешивая от одного до четырёх грузов, вычислите для каждого случая значение силы упругости. Напомним, что в состоянии равновесия действующая на груз со стороны пружины сила упругости уравновешивается силой тяжести: F = mg. Измерьте также соответствующее удлинение пружины х.

3. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу, заголовок которой приведён ниже.

4. Начертите оси координат х и F, выбрав такой масштаб: 1 см удлинения пружины — 2 клетки и 1 Н силы упругости — 2 клетки. Нанесите полученные экспериментальные точки на координатную сетку.

5. С помощью прозрачной линейки проведите отрезок прямой, проходящий через начало координат как можно ближе к каждой из поставленных вами точек.

6. На основании этого построения определите, как зависит сила упругости от удлинения пружины. Запишите вывод.

7. По графику зависимости силы упругости от удлинения пружины найдите жёсткость пружины. Для наибольшей точности расчёта следует взять точку на графике, наиболее удалённую от начала координат. Запишите расчёт и результат.

8. Запишите выводы из эксперимента.