Порядок выполнения работы и обработки результатов измерений. 1.ознакомиться с устройством экспериментальной установки, записать перечень приборов и принадлежностей и их характеристики в отчет о лабораторной работе.

1. ознакомиться с устройством экспериментальной установки, записать перечень приборов и принадлежностей и их характеристики в отчет о лабораторной работе.

2. Выполнить опыты поочередно с двумя пружинами, имеющими различную жесткость. Для этого один конец пружины закрепить на основании стойки, а другой ее конец соединить с нитью. Нить перекинуть через шкив, установленный в верхней части стойки, и свободный конец нити соединить с подвесом массой m ₀. С помощью линейки измерить расстояние l ₀ от основания стойки до нижнего торца подвеса. Установить на подвес дополнительный груз массой m и измерить изменившееся расстояние l от основания стойки до нижнего торца подвеса. Рассчитать изменение длины пружины по формуле (7.8), а затем жесткость пружины по формуле (7.9). Повторить измерения не менее четырех раз, устанавливая на подвес дополнительные грузы. Полученные данные записать в таблицу 7.1, а затем выполнить аналогичные опыты со второй пружиной.

Изменение длины пружины можно также рассчитывать по формуле

,

(7.10)

где R – радиус шкива (R = 25,0 мм); – угол поворота шкива при установке на подвес дополнительного груза.

Угол поворота шкива можно определить по выражению

,

где , – угловая координата шкива до и после установки на подвес дополнительного груза соответственно.

Угловые координаты шкива определяют по шкале с ценой деления 5°. Если изменение длины пружины рассчитывается по формуле (7.10), то в таблицу вместо l ₀ и l записывают значения и .

Таблица 7.1 – Результаты измерений

3. Выполнить опыты с параллельно и последовательно соединенными пружинами.

4. Рассчитать среднее арифметическое полученных значений жесткости для первой пружины, второй пружины, параллельно и последовательно соединенных пружин.

5. Используя полученные опытным путем значения жесткости пружин, рассчитать по формулам (7.4) и (7.7) жесткость системы пружин при их последовательном и параллельном соединениях и полученные результаты сравнить с опытными данными.

6. Оценить случайную абсолютную и относительную погрешность измерения жесткости одной из пружин.

7. Проанализировать полученные результаты.

Контрольные вопросы

1. Что называют деформацией твердого тела? Какую деформацию называют упругой?

2. Во сколько раз жесткость трех одинаковых пружин при параллельном соединении больше, по сравнению с их последовательным соединением?

3. Зависит ли точность определения жесткости пружины от того, как измеряют величину ее деформации: посредством линейки или путем измерения угла поворота шкива?

*Аникин А.И. Механика: методические указания к выполнению лабораторных работ по физике / А.И. Аникин – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2008. – 49 с.