Визначення жорсткості пружини

ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ

При роботі в кабінеті фізики

 

1. Дотримання вимог з техніки безпеки обов’язкове для студентів, які працюють в кабінеті фізики.

2. Будьте уважні і обережні. Чітко виконуйте усні і письмові вказівки викладача.

3. Не залишайте робоче місце без дозволу викладача.

4. Розміщуйте на робочому місці прилади, інструменти, матеріали, обладнання в порядку, вказаному викладачем.

5. Не тримайте на робочому місці предмети, які не потрібні при виконанні завдання.

6. Не вмикайте джерела електроенергії без дозволу викладача.

7. Проводьте збирання електричних кіл, переключення в них і ремонт електрообладнань тільки при відключеному джерелі електроенергії.

8. Виконуйте спостереження і виміри обережно, не торкайтесь приладів, через які проходить електричний струм.

9. Пам’ятайте, що струм силою 0,1 А і напруга 40 В – загроза для життя!

10. При виникненні в кабінеті під час занять аварійних ситуацій (пожежа, поява сторонніх запахів) не допускати паніки та використовувати лише вказівки викладача.

 

 

У разі нещасного випадку негайно

Звертайтеся до викладача!

З правилами охорони праці ознайомлений(на) та зобов’язуюсь їх виконувати.

 

(підпис)

 

Дата “___”__________200__року

Лабораторна робота № 1.

Визначення прискорення тіла при рівноприскореному русі

Мета: обчислити прискорення, з яким скочується кулька по похилому жолобу.

 

Обладнання: вимірювальна стрічка, метроном, жолоб, кулька, штатив з муфтами й лапкою, металевий циліндр.

 

Теоретичні відомості Спершу вимірюють довжину переміщення кульки за відомий час t. Оскільки при рівноприскореному русі без початкової швидкості , то вимірявши s і t, можна знайти прискорення кульки: .

Жодні вимірювання не можна зробити абсолютно точно. Їх завжди виконують з певною похибкою, пов’язаною з недосконалістю засобів вимірювання та іншими причинами. Проте і при наявності похибок є кілька способів проведення вірогідних вимірювань. Найпростіший з них – обчислення середнього арифметичного з результатів кількох незалежних вимірювань тієї самої величини, якщо умови досліду не змінюються. Саме цим способом варто користуватися при обчисленні похибок в даній лабораторній роботі.

 

 

Студенти, дотримуйтесь правил техніки безпеки при виконанні лабораторної роботи.

 

 

Хід роботи

1.Закріпіть жолоб за допомогою штатива в похилому положенні під невеликим кутом до горизонту (мал. 1). Біля нижнього кінця жолоба покладіть у нього металевий циліндр.

 

	Мал.1

 

2.відпустивши кульку (одночасно з ударом метронома) з верхнього кінця жолоба, підрахуйте кількість ударів метронома до зіткнення кульки з циліндром. Дослід зручно проводити при 120 ударах метронома в хвилину.

 

3.змінюючи кут нахилу жолоба до горизонту і роблячи невеликі переміщення металевого циліндра, добийтеся, щоб між моментом відпускання кульки й моментом її зіткнення з циліндром було 4 удари метронома (3 проміжки між ударами).

 

4.Обчисліть час руху кульки.

 

5.Вимірювальною стрічкою визначте довжину переміщення кульки. Не змінюючи нахилу жолоба (умови досліду повинні залишатися незмінним), повторіть дослід п’ять раз, знову домагаючись збігу четвертого удару метронома з ударом кульки об металевий циліндр 9для цього циліндр можна трохи пересувати).

6.За формулою знайдіть середнє значення модуля переміщення, а потім обчисліть середнє значення модуля прискорення: .

 

7.Результати вимірювань і обчислень запишіть у таблицю:

 

Номер досліду	s, м	s с, м	Кількість ударів метронома	t, c	a с, м /с2

 

8. Висновок (зробити аналіз результатів і вказати причини, які погіршують результати)

 

Контрольні питання:

1.Що таке прискорення і для чого його потрібно знати?

_____

 

2.Що таке рівноприскорений рух?

_____

 

3.Чи може тіло рухатися з великою швидкістю, але з малим прискоренням?

______________________________________________________

 

4. Чи може швидкість руху тіла дорівнювати нулю, коли його прискорення не дорівнює нулю?

_____

5. Чим різняться залежності переміщення від часу при рівномірному і рівноприскореному рухах?

_____

 

Висновок:

_____

 

Дата “___”__________200__року

 

Лабораторна робота №2

Визначення жорсткості пружини

Мета роботи: визначити жорсткість пружини за вимірюванням її видовжень при різних значениях сили тяжіння , що зрівноважує силу пружності , на основі закону Гука: .

 

Обладнання: набір важків, маса кожного з яких дорівнює , а похибка ; лінійка з міліметровими поділками; штатив з муфтами й лапкою; спіральна пружина.

 

Теоретичні відомості: У кожному з дослідів жорсткість визначають для різних значень сили пружності і видовження, тобто умови досліду змінюються. Тому для знаходження середнього значення жорсткості не можна обчислювати середнє арифметичне результатів кількох вимірювань. Скористаємось графічним способом визначення середнього значення, який можна застосувати в таких випадках. За результатами кількох дослідів побудуємо графік залежності модуля сили пружності від модуля видовження . У побудованому за результатами досліду графіку відповідає формулі . Це пов’язано з похибками вимірювання. У такому разі графік треба проводити так, щоб приблизно однакова кількість точок була з різних боків від прямої. Коли графік побудовано, досить узяти будь-яку точку на прямій (в середній частині графіка), визначити за ним відповідні цій точці значення сили пружності та видовження і обчислити жорсткість k. Вона і буде шуканим значенням жорсткості пружини .

Результат вимірювання звичайно записують і вигляді виразу , де – найбільша абсолютна похибка вимірювання. З курсу алгебри відомо, що відносна похибка дорівнює відношенню абсолютної похибки до значення величини k: , звідки . Існує правило для обчислення відносної похибки: якщо величину, яку визначають на досліді, знаходять в результаті множення і ділення наближених величин, що входять до розрахункової формули, то відносні похибки додаються. У цій роботі , тому

.