Sebuah beban tergantung pada pegas menyebabkannya berubah bentuk. Jika pegas mampu mengembalikan bentuk aslinya, maka deformasinya disebut elastis.

Di bawah deformasi elastis, hukum Hooke terpenuhi:

dimana F kontrol gaya elastis; k koefisien elastisitas (kekakuan); D aku- perpanjangan pegas.

Catatan: tanda “-” menentukan arah gaya elastis.

Jika beban berada dalam kesetimbangan, maka gaya elastis secara numerik sama dengan gaya gravitasi: k D aku = m g, maka Anda dapat menemukan koefisien elastisitas pegas:

di mana m berat kargo; g percepatan jatuh bebas.

Gambar 1		Beras. 2

Ketika pegas dihubungkan secara seri (lihat Gambar 1), gaya elastis yang timbul pada pegas adalah sama satu sama lain, dan total perpanjangan sistem pegas adalah jumlah perpanjangan di setiap pegas.

Koefisien kekakuan sistem semacam itu ditentukan oleh rumus:

di mana k 1 - kekakuan pegas pertama; k 2 - kekakuan pegas kedua.

Ketika pegas dihubungkan secara paralel (lihat Gambar 2), perpanjangan pegas adalah sama, dan gaya elastis yang dihasilkan sama dengan jumlah gaya elastis pada masing-masing pegas.

Koefisien kekakuan untuk sambungan paralel pegas ditemukan dengan rumus:

k potong = k 1 + k 2 . (3)

Perintah kerja

1. Pasang pegas ke tripod. Menggantung beban dari setiap pegas dalam urutan massanya, mengukur perpanjangan pegas D aku.

2. Menurut rumus F = mg menghitung gaya elastis.

3. Buatlah grafik ketergantungan gaya elastis pada besarnya perpanjangan pegas. Berdasarkan jenis grafiknya, tentukan apakah hukum Hooke terpenuhi.

5. Temukan kesalahan absolut dari setiap pengukuran

D k saya = ê k saya - k lihat

6. Temukan mean aritmatika dari kesalahan absolut D k lihat

7. Catat hasil pengukuran dan perhitungan dalam tabel.

1. Lakukan pengukuran (seperti yang dijelaskan dalam tugas 1) dan hitung koefisien elastisitas pegas yang terhubung seri dan paralel.

2. Temukan nilai rata-rata koefisien dan kesalahan pengukurannya. Catat hasil pengukuran dan perhitungan dalam sebuah tabel.

4. Temukan kesalahan eksperimental dengan membandingkan nilai teoritis dari koefisien elastisitas dengan yang eksperimental menggunakan rumus:

.

m, kg
F, N
Musim semi pertama
D aku 1m
k 1 , N/m							k cf =
D k 1 , N/m							D k cf =
Musim semi kedua
D aku 2, m
k 2 , N/m							k cf =
D k 2 , N/m							D k cf =
Sambungan serial mata air
D aku, m
k, N/m							k cf =
D k, N/m							D k cf =
Sambungan paralel pegas
D aku, m
k, N/m							k cf =
D k, N/m							D k cf =

pertanyaan tes

Merumuskan hukum Hooke.

Berikan definisi deformasi, koefisien elastisitas. Apa satuan pengukuran besaran-besaran ini dalam SI.

Bagaimana koefisien elastisitas untuk sambungan paralel dan seri pegas?

Lab #1-5

Mempelajari hukum-hukum dinamika

Gerakan maju

Informasi teoretis

Dinamika mempelajari penyebab yang menyebabkan gerakan mekanis.

Kelembaman- kemampuan suatu benda untuk mempertahankan keadaan istirahat atau gerak lurus beraturan jika tidak ada benda lain yang bekerja pada benda tersebut.

Massa m (kg)- ukuran kuantitatif inersia tubuh.

hukum pertama Newton:

Ada kerangka acuan seperti itu di mana benda dalam keadaan diam atau gerak lurus beraturan, jika tidak ada benda lain yang bekerja padanya.

Kerangka acuan di mana hukum pertama Newton berlaku disebut inersia.

Memaksa (H) adalah besaran vektor yang mencirikan interaksi antara tubuh atau bagian tubuh.

Prinsip superposisi gaya:

Jika gaya dan bekerja secara simultan pada suatu titik material, maka mereka dapat digantikan oleh gaya resultan.

TOLONG BANTU AKU. ___ 1. Pegas yang tidak berbentuk, koefisien kekakuannya 40 N / m, ditekan 5 cm.

berapakah energi pegas?

___

TOLONG BANTU AKU. ___ 1. Pegas yang tidak berbentuk, koefisien kekakuannya adalah 40 N / m, dimampatkan sebesar 5 cm.

energi potensial pegas?

2. Sebuah benda bermassa 5 kg berada pada ketinggian 12 m di atas tanah. Hitung energi potensialnya:

a) relatif terhadap permukaan bumi;

b) relatif terhadap atap bangunan, yang tingginya 4 m.

___
3. Sebuah pegas dinamometer yang tidak berbentuk diregangkan 10 cm, dan energi potensialnya menjadi 0,4 J. Berapakah koefisien kekakuan pegas?

Dua pegas elastis, di bawah aksi gaya yang diterapkan padanya, diperpanjang dengan jumlah yang sama. Sebuah gaya diterapkan pada pegas pertama, dengan kekakuan k1

100 N, dan untuk detik, dengan kekakuan k2, - 50 N. Bagaimana perbandingan kekakuan pegas?

1) mengubah ke si 2.5 t 350mg 10.5g 0.25t 2) perlu untuk menentukan kekakuan pegas dinamometer jika jarak antara

pembagian 0 dan 1 skalanya adalah 2 cm.

k=......................

berapakah nilai gaya gravitasi yang bekerja pada beban?

G=................................

3) untuk tugas ini, Anda memerlukan solusi lengkap untuk menentukan berat astronot dengan massa 100 kg, pertama di bulan dan kemudian di Mars

4) perlu untuk menentukan perpanjangan mutlak pegas dengan kekakuan 50 N/m jika

itu ditindaklanjuti dengan gaya 1 n dan b) sebuah benda bermassa 20 g digantungkan padanya

5) seorang astronot, berada di bulan, menggantungkan sebatang kayu bermassa 1 kg pada sebuah pegas. pegas diperpanjang dua cm, kemudian astronot, dengan menggunakan pegas yang sama, menarik palang secara merata di sepanjang permukaan horizontal. dalam hal ini, pegas diperpanjang 1 cm

ditentukan

kekakuan pegas ........................

besarnya gaya gesekan ..........

berapa kali gaya gesekan bisa lebih besar jika percobaan dilakukan di Mars?

tolong butuh dalam 4 jam saya mohon

6. Berapakah kekakuan pegas jika gaya 2 N meregangkannya sejauh 4 cm?

7. Jika panjang pegas spiral dikurangi 3,5 cm, terjadi gaya elastis sebesar 1,4 kN. Berapakah gaya elastis pegas jika panjangnya dikurangi 2,1 cm?
8. Saat membuka pintu, panjang pegas pintu bertambah 0,12m; gaya elastis pegas pada saat yang sama adalah 4 N. Untuk perpanjangan mana pegas adalah gaya elastis yang sama dengan 10 N?
9. Sebuah gaya sebesar 30 N meregangkan pegas sebesar 5 cm. Berapakah gaya yang akan meregangkan pegas sebesar 8 cm?
10. Sebagai hasil peregangan pegas yang tidak berbentuk dengan panjang 88 mm hingga 120 mm, timbul gaya elastis sebesar 120 N. Tentukan panjang pegas ini jika gaya yang bekerja padanya adalah 90 N.
dia dalam keseimbangan.

Kami telah berulang kali menggunakan dinamometer - alat untuk mengukur gaya. Sekarang mari berkenalan dengan hukum yang memungkinkan Anda mengukur gaya dengan dinamometer dan menentukan keseragaman skalanya.

Diketahui bahwa di bawah aksi kekuatan muncul deformasi tubuh– mengubah bentuk dan/atau ukurannya. Misalnya, suatu benda dapat dibentuk dari plastisin atau tanah liat, yang bentuk dan ukurannya akan tetap terjaga bahkan setelah kita melepaskan tangan kita. Deformasi seperti itu disebut plastis. Namun, jika tangan kita merusak pegas, maka ketika kita melepasnya, dua opsi dimungkinkan: pegas akan sepenuhnya mengembalikan bentuk dan dimensinya, atau pegas akan mempertahankan sisa deformasi.

Jika tubuh mengembalikan bentuk dan/atau dimensi yang dimilikinya sebelum deformasi, maka deformasi elastis. Gaya yang dihasilkan dalam tubuh adalah gaya elastis tunduk pada hukum Hooke:

Karena pemanjangan suatu benda termasuk dalam modulo hukum Hooke, hukum ini akan berlaku tidak hanya untuk tegangan, tetapi juga untuk kompresi benda.

Pengalaman menunjukkan: jika perpanjangan tubuh kecil dibandingkan dengan panjangnya, maka deformasi selalu elastis; jika perpanjangan tubuh besar dibandingkan dengan panjangnya, maka deformasi akan, sebagai aturan, menjadi plastik atau bahkan destruktif. Namun, beberapa benda, seperti karet gelang dan pegas, berubah bentuk secara elastis bahkan dengan perubahan panjang yang signifikan. Gambar tersebut menunjukkan lebih dari dua kali perpanjangan pegas dinamometer.

Untuk memperjelas arti fisik dari koefisien kekakuan, kami mengungkapkannya dari rumus hukum. Kami memperoleh rasio modulus elastisitas dengan modulus perpanjangan tubuh. Ingatlah bahwa rasio apa pun menunjukkan berapa banyak unit pembilang per unit penyebut. Jadi koefisien kekakuan menunjukkan gaya yang timbul pada benda yang mengalami deformasi elastis ketika panjangnya berubah 1 m.

1. dinamometer adalah...
2. Karena hukum Hooke, dinamometer mengamati ...
3. Fenomena deformasi benda disebut ...
4. Kami menyebut tubuh cacat plastis, ...
5. Bergantung pada modulus dan/atau arah gaya yang diterapkan pada pegas, ...
6. Deformasi disebut elastis dan dianggap tunduk pada hukum Hooke, ...
7. Hukum Hooke bersifat skalar, karena hanya dapat digunakan untuk menentukan ...
8. Hukum Hooke berlaku tidak hanya untuk tegangan, tetapi juga untuk kompresi benda, ...
9. Pengamatan dan percobaan pada deformasi berbagai benda menunjukkan bahwa ...
10. Sejak permainan anak-anak, kita tahu betul bahwa ...
11. Dibandingkan dengan skala nol, yaitu, keadaan awal yang tidak terdeformasi, di sebelah kanan...
12. Untuk memahami arti fisika dari koefisien kekakuan, ...
13. Sebagai hasil dari menyatakan nilai "k" kita...
14. Kita tahu dari matematika sekolah dasar bahwa...
15. Arti fisis dari koefisien kekakuan adalah ...

Dalam fisika untuk kelas 9 (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
tugas №2
ke bab " PEKERJAAN LABORATORIUM».

Tujuan pekerjaan: untuk menemukan kekakuan pegas dari pengukuran perpanjangan pegas pada nilai gravitasi yang berbeda

menyeimbangkan gaya elastisitas berdasarkan hukum Hooke:

Dalam setiap percobaan, kekakuan ditentukan pada nilai yang berbeda dari gaya elastis dan perpanjangan, yaitu, kondisi percobaan berubah. Oleh karena itu, untuk mencari nilai kekakuan rata-rata, tidak mungkin untuk menghitung rata-rata aritmatika dari hasil pengukuran. Kami akan menggunakan metode grafis untuk menemukan nilai rata-rata, yang dapat diterapkan dalam kasus seperti itu. Berdasarkan hasil beberapa percobaan, kami memplot ketergantungan modulus elastisitas kontrol F terhadap modulus perpanjangan |x|. Saat membuat grafik berdasarkan hasil percobaan, titik percobaan tidak boleh berada pada garis lurus yang sesuai dengan rumus

Ini karena kesalahan pengukuran. Dalam hal ini, grafik harus dibuat sedemikian rupa sehingga jumlah titik yang kira-kira sama berada pada sisi yang berlawanan dari garis lurus. Setelah membuat grafik, ambil titik pada garis lurus (di bagian tengah grafik), tentukan darinya nilai gaya elastis dan perpanjangan yang sesuai dengan titik ini, dan hitung kekakuan k. Ini akan menjadi nilai rata-rata yang diinginkan dari kekakuan pegas k cf.

Hasil pengukuran biasanya ditulis sebagai ekspresi k = = k cp ±Δk, dimana k adalah kesalahan pengukuran absolut terbesar. Dari mata kuliah aljabar (kelas VII) diketahui bahwa kesalahan relatif (ε k) sama dengan rasio kesalahan mutlak k terhadap nilai k:

dari mana k - k k. Ada aturan untuk menghitung kesalahan relatif: jika nilai yang ditentukan dalam percobaan adalah hasil dari perkalian dan pembagian nilai perkiraan yang termasuk dalam rumus perhitungan, kesalahan relatif bertambah. Dalam pekerjaan itu

Cara pengukuran: 1) satu set bobot, massa masing-masing sama dengan m 0 = 0,100 kg, dan kesalahan m 0 = 0,002 kg; 2) penggaris dengan pembagian milimeter.

Bahan: 1) tripod dengan kopling dan kaki; 2) pegas koil.

Perintah kerja

1. Pasang ujung pegas koil ke tripod (ujung pegas yang lain dilengkapi dengan penunjuk panah dan pengait - gbr. 176).

2. Di sebelah atau di belakang pegas, pasang dan kencangkan penggaris dengan pembagian milimeter.

3. Tandai dan tuliskan pembagian penggaris di mana penunjuk pegas jatuh.

4. Gantungkan beban yang massanya diketahui dari pegas dan ukur perpanjangan pegas yang diakibatkannya.

5. Untuk beban pertama, tambahkan bobot kedua, ketiga, dst, setiap kali mencatat pemanjangan |x| mata air. Berdasarkan hasil pengukuran, isilah tabel berikut ini:

6. Berdasarkan hasil pengukuran, buatlah grafik ketergantungan gaya elastis pada perpanjangan dan, dengan menggunakannya, tentukan nilai rata-rata konstanta pegas k cp.

7. Hitung kesalahan relatif terbesar yang ditemukan nilai kav (dari percobaan dengan satu beban). Dalam rumus (1)

karena kesalahan dalam mengukur perpanjangan x=1 mm, maka

8. Temukan

dan tulis jawaban Anda sebagai:

1 Ambil g≈10 m/s 2 .

Hukum Hooke: "Gaya elastis yang terjadi ketika suatu benda mengalami deformasi sebanding dengan perpanjangannya dan berlawanan arah dengan arah gerakan partikel benda selama deformasi."

hukum Hooke

Kekakuan adalah koefisien proporsionalitas antara gaya elastis dan perubahan panjang pegas di bawah aksi gaya yang diterapkan padanya. Menurut hukum ketiga Newton, modulus gaya yang diterapkan pada pegas sama dengan gaya elastis yang muncul di dalamnya. Dengan demikian, kekakuan pegas dapat dinyatakan sebagai:

di mana F adalah gaya yang diterapkan pada pegas, dan x adalah perubahan panjang pegas di bawah aksinya. Alat ukur: satu set bobot, massa masing-masing sama dengan m 0 = (0,1 ± 0,002) kg.

Penggaris dengan pembagian milimeter (Δх = ±0,5 mm). Prosedur untuk melakukan pekerjaan dijelaskan dalam buku teks dan tidak memerlukan komentar.

	berat, kg		perpanjangan |x|,

Jika, di bawah pengaruh kekuatan eksternal pada benda padat, itu berubah bentuk, maka partikel-partikel simpul kisi kristal dipindahkan di dalamnya. Pergeseran ini ditentang oleh gaya interaksi partikel. Ini adalah bagaimana gaya elastis muncul, yang diterapkan pada benda yang telah mengalami deformasi. Modulus gaya elastis sebanding dengan deformasi:

di mana adalah tegangan pada deformasi elastis, K adalah modulus elastisitas, yang sama dengan tegangan pada regangan relatif sama dengan satu. di mana - deformasi relatif, - deformasi absolut, - nilai awal besaran yang mencirikan bentuk atau ukuran benda.

DEFINISI

koefisien elastisitas disebut besaran fisika yang menghubungkan dalam hukum Hooke perpanjangan yang terjadi selama deformasi benda elastis dan gaya elastisitas. Nilai yang sama disebut koefisien elastisitas. Ini menunjukkan perubahan ukuran benda di bawah pengaruh beban selama deformasi elastis.

Koefisien elastisitas tergantung pada bahan tubuh, dimensinya. Jadi dengan bertambahnya panjang pegas dan berkurangnya ketebalannya, koefisien elastisitasnya berkurang.

Modulus Young dan koefisien elastisitas

Dengan deformasi longitudinal, dalam ketegangan sepihak (kompresi), perpanjangan relatif, yang dilambangkan dengan atau , berfungsi sebagai ukuran deformasi. Dalam hal ini, modulus elastisitas ditentukan sebagai:

di mana modulus Young, yang dalam kasus yang dipertimbangkan sama dengan modulus elastisitas () dan mencirikan sifat elastis benda; - panjang badan awal; - perubahan panjang di bawah beban. Ketika S adalah luas penampang sampel.

Koefisien elastisitas pegas yang diregangkan (tekan)

Ketika pegas diregangkan (dikompresi) sepanjang sumbu X, hukum Hooke ditulis sebagai:

di mana modulus proyeksi gaya elastis; - koefisien elastisitas pegas, - perpanjangan pegas. Maka koefisien elastisitas adalah gaya yang harus diberikan pada pegas untuk mengubah panjangnya satu per satu.

Satuan

Satuan dasar ukuran koefisien elastisitas dalam sistem SI adalah:

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan	Berapa usaha yang dilakukan ketika pegas ditekan oleh ? Asumsikan bahwa gaya elastis sebanding dengan kompresi, koefisien elastisitas pegas sama dengan k.
Keputusan	Sebagai rumus utama, kami menggunakan definisi pekerjaan bentuk: Gaya sebanding dengan jumlah kompresi, yang dapat direpresentasikan secara matematis sebagai: Mari kita substitusikan ekspresi gaya (1.2) ke dalam rumus (1.1):
Menjawab

CONTOH 2

Latihan	Mobil itu bergerak dengan kecepatan . Dia menabrak dinding. Saat tumbukan, setiap penyangga mobil menyusut sebesar l m. Ada dua penyangga. Berapakah koefisien elastik kedua pegas tersebut, jika diasumsikan sama?
Keputusan	Mari kita membuat gambar.