Косвенные измерения (экспериментальное задание на реальном оборудовании) · 76 заданий
- Задание №17№17
Необходимо провести измерение мощности электрического тока, потребляемой лампой накаливания. В исследовании используются электрическая лампа на подста…
Работа и мощность электрического тока
- Задание №17№17
Необходимо провести исследование зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени деформации пружины. В исследовании используется пружина…
Закон Гука
- Задание №17№17
Необходимо провести исследование зависимости силы трении скольжения при движении каретки по поверхности стола от силы нормального давления каретки на…
Сила трения
- Задание №17№17
Необходимо провести измерение электрического сопротивления резистора. В исследовании используются резистор, источник постоянного тока, ключ, соедините…
Закон Ома
- Задание №17№17
Необходимо провести исследование зависимости силы тока в резисторе от напряжения на его концах. В исследовании используется резистор, источник постоян…
Закон Ома
- Задание №17№17
Необходимо провести измерение работы электрического тока, протекающего через лампу накаливания в течение 1 мин. В исследовании используются электричес…
Работа и мощность электрического тока
- Задание №17№17
Используя брусок с крючком, динамометры № 1 и № 2, грузы № 1, № 2 и № 3, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффи…
Сила трения
- Задание №17№17
Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R 2, соберите экспериментальную установк…
Работа и мощность электрического тока
- Задание №17№17
Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R 1, соберите экспериментальную установку…
Закон Ома
- Задание №17№17
Используя брусок с крючком, динамометры № 1 и № 2, груз № 1, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трени…
Сила трения
- Задание №17№17
Используя собирающую линзу 2, экран, линейку, соберите экспериментальную установку для определения оптической силы линзы. В качестве источника света и…
Практические работы
- Задание №17№17
Используя брусок с крючком, динамометр № 2, грузы № 1 и № 2, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трени…
Сила трения
Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину 1, динамометр № 2 с пределом измерения, равным 5 Н, линейку, и набор из трёх грузов по 100 г каждый, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени растяжения пружины. Определите растяжение пружины, подвешивая к ней поочерёдно один, два и три груза. Для определения веса груза(-ов) воспользуйтесь динамометром. Абсолютную погрешность измерения растяжения пружины с помощью линейки принять равной ±2 мм, абсолютную погрешность измерения силы с помощью динамометра принять равной ±0,1 Н.
В бланке ответов:
1)сделайте рисунок экспериментальной установки, указав способы измерения удлинения пружины и силы упругости;
2)с учётом абсолютной погрешности укажите результаты измерения веса груза(-ов) и удлинения пружины для трёх случаев в виде таблицы (или графика);
3)сформулируйте вывод о зависимости силы упругости, возникающей
в пружине, от степени растяжения пружины.
Решение
Решение.
Данная задача является экспериментальной. При её выполнении на реальном экзамене используются конкретные приборы, поэтому числовые значения в таблице могут незначительно отличаться в зависимости от жесткости выданной пружины. Ниже представлен образец оформления работы.
1) Рисунок экспериментальной установки
На штативе с помощью муфты и лапки вертикально закрепляется пружина. Рядом с пружиной вертикально устанавливается линейка для фиксации изменения её длины. К нижнему концу пружины подвешиваются грузы.
Схематичное описание: На рисунке следует изобразить штатив, закрепленную на нём пружину и подвешенные к ней грузы. Линейка располагается параллельно пружине так, чтобы нулевое деление совпадало с нижним краем недеформированной пружины (или фиксируется начальная длина l0, а затем длина l с грузами). Вес грузов предварительно измеряется динамометром в подвешенном состоянии.
2) Результаты измерений
Для выполнения этого пункта сначала измерим вес одного, двух и трёх грузов с помощью динамометра. Затем измерим удлинение пружины Δl=l−l0 для каждого случая.
Примем для примера, что при подвешивании грузов массой по 100 г (0,1 кг) вес одного груза составляет примерно 1 Н.
Учтём погрешности: для силы ΔF=±0,1 Н, для удлинения Δ(Δl)=±2 мм.
Результаты измерений представим в таблице:
| Количество грузов | Вес грузов (Сила упругости) Fупр±0,1, Н | Удлинение пружины Δl±2, мм |
|---|---|---|
| 1 груз | 1,0±0,1 | 25±2 |
| 2 груза | 2,0±0,1 | 50±2 |
| 3 груза | 3,0±0,1 | 75±2 |
Примечание: значения удлинения в таблице приведены как пример, в реальности они зависят от жесткости вашей пружины. Главное — проследить кратность увеличения.
3) Вывод
На основании полученных данных (при увеличении веса грузов в 2 и 3 раза удлинение пружины также увеличивается в 2 и 3 раза соответственно) можно сформулировать закон:
Сила упругости, возникающая в пружине при её деформации, прямо пропорциональна растяжению (удлинению) пружины: Fупр∼Δl.
Ответ: 1) Рисунок установки; 2) Таблица с результатами измерений силы и удлинения с учётом погрешностей; 3) Вывод: сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины.
Источник: ФИПИ