Ang isang load na nasuspinde sa isang spring ay nagiging sanhi ng pagka-deform nito. Kung ang tagsibol ay magagawang ibalik ang orihinal na hugis nito, kung gayon ang pagpapapangit nito ay tinatawag na nababanat.

Sa ilalim ng nababanat na mga pagpapapangit, ang batas ni Hooke ay natupad:

kung saan kinokontrol ng F ang ¾ elastic force; k¾ koepisyent ng pagkalastiko (katigasan); D l- extension ng tagsibol.

Tandaan: tinutukoy ng “-” sign ang direksyon ng elastic force.

Kung ang pagkarga ay nasa equilibrium, kung gayon ang nababanat na puwersa ay ayon sa bilang na katumbas ng puwersa ng grabidad: k D l = m g, pagkatapos ay mahahanap mo ang koepisyent ng pagkalastiko ng tagsibol:

saan m¾ bigat ng kargamento; g¾ free fall acceleration.

Fig.1		kanin. 2

Kapag ang mga bukal ay konektado sa serye (tingnan ang Fig. 1), ang mga nababanat na puwersa na nagmumula sa mga bukal ay katumbas ng bawat isa, at ang kabuuang pagpahaba ng sistema ng tagsibol ay ang kabuuan ng mga pagpahaba sa bawat tagsibol.

Ang stiffness coefficient ng naturang sistema ay tinutukoy ng formula:

saan k 1 - paninigas ng unang tagsibol; k 2 - paninigas ng ikalawang tagsibol.

Kapag ang mga bukal ay konektado sa parallel (tingnan ang Fig. 2), ang pagpahaba ng mga bukal ay pareho, at ang nagresultang nababanat na puwersa ay katumbas ng kabuuan ng mga nababanat na puwersa sa mga indibidwal na bukal.

Ang stiffness coefficient para sa parallel na koneksyon ng mga spring ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

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

Order sa trabaho

1. Ikabit ang spring sa tripod. Nakabitin ang mga timbang mula sa bawat spring sa pataas na pagkakasunud-sunod ng kanilang masa, sukatin ang pagpahaba ng spring D l.

2. Ayon sa pormula F = mg kalkulahin ang nababanat na puwersa.

3. Bumuo ng mga graph ng dependence ng elastic force sa magnitude ng pagpahaba ng spring. Sa pamamagitan ng uri ng mga graph, alamin kung natupad ang batas ni Hooke.

5. Hanapin ang ganap na error ng bawat pagsukat

D k i = ê k i - k cf.

6. Hanapin ang arithmetic mean ng absolute error D k cf.

7. Itala ang mga resulta ng mga sukat at kalkulasyon sa talahanayan.

1. Kumuha ng mga sukat (tulad ng inilarawan sa gawain 1) at kalkulahin ang mga coefficient ng elasticity ng serye at parallel na konektado na mga spring.

2. Hanapin ang average na halaga ng mga coefficient at ang mga error ng kanilang mga sukat. Itala ang mga resulta ng mga sukat at kalkulasyon sa isang talahanayan.

4. Hanapin ang experimental error sa pamamagitan ng paghahambing ng theoretical values ​​ng elasticity coefficient sa mga experimental gamit ang formula:

.

m, kg
F, N
Unang tagsibol
D l 1m
k 1 , N/m							k cf =
D k 1 , N/m							D k cf =
Pangalawang tagsibol
D l 2, m
k 2 , N/m							k cf =
D k 2 , N/m							D k cf =
Serial na koneksyon ng mga bukal
D l, m
k, N/m							k cf =
D k, N/m							D k cf =
Parallel na koneksyon ng mga bukal
D l, m
k, N/m							k cf =
D k, N/m							D k cf =

mga tanong sa pagsusulit

Bumuo ng batas ni Hooke.

Ibigay ang kahulugan ng deformation, coefficient of elasticity. Ano ang mga yunit ng pagsukat ng mga dami na ito sa SI.

Paano ang coefficient ng elasticity para sa parallel at series na koneksyon ng mga spring?

Lab #1-5

Pag-aaral ng mga batas ng dinamika

Pasulong na galaw

Teoretikal na impormasyon

Dynamics pinag-aaralan ang mga sanhi na nagdudulot ng mekanikal na paggalaw.

Inertia- ang kakayahan ng isang katawan na mapanatili ang isang estado ng pahinga o rectilinear unipormeng paggalaw kung walang ibang mga katawan na kumikilos sa katawan na ito.

Mass m (kg)- isang quantitative measure ng inertia ng katawan.

Ang unang batas ni Newton:

Mayroong gayong mga frame ng sanggunian kung saan ang katawan ay nakapahinga o ang pare-parehong paggalaw ng rectilinear, kung walang ibang mga katawan ang kumikilos dito.

Ang mga frame ng sanggunian kung saan ang unang batas ni Newton ay tinatawag inertial.

Puwersa (H) ay isang dami ng vector na nagpapakilala sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga katawan o mga bahagi ng katawan.

Ang prinsipyo ng superposisyon ng mga puwersa:

Kung pumipilit at kumilos nang sabay-sabay sa isang materyal na punto, maaari silang mapalitan ng isang resultang puwersa.

TULUNGAN MO AKO PLEASE. ___ 1. Ang isang undeformed spring, ang stiffness coefficient na 40 N / m, ay na-compress ng 5 cm. Ano ang potensyal

ano ang enerhiya ng tagsibol?

___

TULUNGAN MO AKO PLEASE. ___ 1. Ang isang undeformed spring, ang stiffness coefficient na 40 N / m, ay na-compress ng 5 cm.

potensyal na enerhiya ng tagsibol?

2. Ang isang katawan na may mass na 5 kg ay matatagpuan sa taas na 12 m sa ibabaw ng lupa. Kalkulahin ang potensyal na enerhiya nito:

a) may kaugnayan sa ibabaw ng lupa;

b) may kaugnayan sa bubong ng gusali, ang taas nito ay 4 m.

___
3. Ang isang undeformed dynamometer spring ay nakaunat ng 10 cm, at ang potensyal na enerhiya nito ay naging 0.4 J. Ano ang coefficient ng spring stiffness?

Dalawang nababanat na bukal, sa ilalim ng pagkilos ng mga puwersang inilapat sa kanila, pinahaba ng parehong halaga. Isang puwersa ang inilapat sa unang tagsibol, na may katigasan k1

100 N, at sa pangalawa, na may katigasan k2, - 50 N. Paano maihahambing ang mga katigasan ng tagsibol?

1) i-convert sa si 2.5 t 350mg 10.5g 0.25t 2) ito ay kinakailangan upang matukoy ang spring stiffness ng dynamometer kung ang distansya sa pagitan

Ang dibisyon 0 at 1 ng sukat nito ay 2 cm.

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

ano ang halaga ng puwersa ng grabidad na kumikilos sa pagkarga

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

3) para sa gawaing ito, kailangan mo ng kumpletong solusyon upang matukoy ang bigat ng isang astronaut na may bigat na 100 kg, una sa buwan at pagkatapos ay sa Mars

4) kinakailangan upang matukoy ang ganap na pagpahaba ng tagsibol na may higpit na 50 N/m kung

ito ay ginagampanan ng puwersa na 1 n at b) isang katawan na may masa na 20 g ay nasuspinde mula dito

5) isang astronaut, na nasa buwan, nag-hang ng isang kahoy na bar na may bigat na 1 kg mula sa isang spring. ang tagsibol ay pinahaba ng dalawang sentimetro, pagkatapos ay hinila ng astronaut, gamit ang parehong tagsibol, ang bar sa pahalang na ibabaw. sa kasong ito, ang tagsibol ay pinahaba ng 1 cm

para malaman

paninigas ng tagsibol ........................

ang laki ng friction force ..........

kung gaano karaming beses ang friction force ay maaaring maging mas malaki kung ang eksperimento ay isinasagawa sa Mars

plz kailangan sa 4 na oras nakikiusap ako sa iyo

6. Ano ang katigasan ng spring kung ang isang puwersa ng 2 N ay nag-stretch dito ng 4 cm?

7. Kung ang haba ng spiral spring ay nabawasan ng 3.5 cm, ang isang nababanat na puwersa na katumbas ng 1.4 kN ay nangyayari. Ano ang magiging elastic force ng spring kung ang haba nito ay mababawasan ng 2.1 cm?
8. Kapag binubuksan ang pinto, ang haba ng spring ng pinto ay tumaas ng 0.12m; ang elastic force ng spring ay sabay na 4 N. Para sa aling elongation ng spring ang elastic force ay katumbas ng 10 N?
9. Ang puwersa ng 30 N ay umaabot sa spring ng 5 cm. Anong puwersa ang mag-uunat sa spring ng 8 cm?
10. Bilang resulta ng pag-uunat ng isang undeformed spring na 88 mm ang haba, hanggang 120 mm, lumitaw ang isang elastic force na katumbas ng 120 N. Tukuyin ang haba ng spring na ito kapag ang puwersa na kumikilos dito ay 90 N.
siya ay nasa balanse.

Paulit-ulit kaming gumamit ng dynamometer - isang aparato para sa pagsukat ng mga puwersa. Ngayon kilalanin natin ang batas na nagpapahintulot sa iyo na sukatin ang mga puwersa gamit ang isang dynamometer at matukoy ang pagkakapareho ng sukat nito.

Ito ay kilala na sa ilalim ng pagkilos ng mga pwersa arises pagpapapangit ng katawan– pagbabago ng kanilang hugis at/o laki. Halimbawa, ang isang bagay ay maaaring hulmahin mula sa plasticine o luad, ang hugis at sukat nito ay mapangalagaan kahit na pagkatapos nating alisin ang ating mga kamay. Ang ganitong pagpapapangit ay tinatawag na plastik. Gayunpaman, kung ang aming mga kamay ay nagpapabagabag sa tagsibol, pagkatapos ay kapag tinanggal namin ang mga ito, dalawang mga pagpipilian ang posible: ang tagsibol ay ganap na ibabalik ang hugis at sukat nito, o ang tagsibol ay mananatili ang natitirang pagpapapangit.

Kung ibinalik ng katawan ang hugis at/o mga sukat na mayroon ito bago ang pagpapapangit, kung gayon nababanat na pagpapapangit. Ang nagreresultang puwersa sa katawan ay nababanat na puwersa na napapailalim sa Batas ni Hooke:

Dahil ang pagpapahaba ng isang katawan ay kasama sa batas modulo ni Hooke, ang batas na ito ay magiging wasto hindi lamang para sa pag-igting, kundi pati na rin para sa compression ng mga katawan.

Ipinapakita ng mga karanasan: kung ang pagpahaba ng katawan ay maliit kumpara sa haba nito, kung gayon ang pagpapapangit ay palaging nababanat; kung ang pagpahaba ng katawan ay malaki kumpara sa haba nito, kung gayon ang pagpapapangit ay, bilang isang panuntunan, ay magiging plastik o kahit na nakasisira. Gayunpaman, ang ilang mga katawan, tulad ng mga rubber band at mga bukal, ay nababanat na nababanat kahit na may mga makabuluhang pagbabago sa kanilang haba. Ang figure ay nagpapakita ng higit sa dalawang beses ang extension ng dynamometer spring.

Upang linawin ang pisikal na kahulugan ng stiffness coefficient, ipinapahayag namin ito mula sa pormula ng batas. Nakukuha namin ang ratio ng modulus ng pagkalastiko sa modulus ng pagpahaba ng katawan. Alalahanin na ang anumang ratio ay nagpapakita kung gaano karaming mga yunit ng numerator ang bawat yunit ng denominator. Kaya ang stiffness coefficient ay nagpapakita ng puwersa na nanggagaling sa isang elastically deformed body kapag ang haba nito ay nagbabago ng 1 m.

1. Ang dynamometer ay...
2. Dahil sa batas ni Hooke, ang dynamometer ay nagmamasid...
3. Ang kababalaghan ng pagpapapangit ng mga katawan ay tinatawag na ...
4. Tinatawag namin ang isang katawan na may plastik na deformed, ...
5. Depende sa modulus at/o direksyon ng puwersa na inilapat sa spring, ...
6. Ang pagpapapangit ay tinatawag na elastic at itinuturing na napapailalim sa batas ni Hooke, ...
7. Ang batas ni Hooke ay likas na scalar, dahil magagamit lamang ito upang matukoy ...
8. Ang batas ni Hooke ay may bisa hindi lamang para sa pag-igting, kundi pati na rin para sa compression ng mga katawan, ...
9. Ang mga obserbasyon at eksperimento sa pagpapapangit ng iba't ibang mga katawan ay nagpapakita na ...
10. Mula pa noong mga larong pambata, alam na alam natin na...
11. Kung ikukumpara sa zero stroke ng iskala, iyon ay, ang undeformed initial state, sa kanan...
12. Upang maunawaan ang pisikal na kahulugan ng stiffness coefficient, ...
13. Bilang resulta ng pagpapahayag ng halagang "k" namin...
14. Alam natin mula sa elementarya na matematika na...
15. Ang pisikal na kahulugan ng stiffness coefficient ay ...

Sa physics para sa grade 9 (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
gawain №2
sa kabanata" MGA GAWAIN SA LABORATORY».

Ang layunin ng trabaho: upang mahanap ang higpit ng spring mula sa mga sukat ng pagpahaba ng spring sa iba't ibang mga halaga ng gravity

pagbabalanse ng puwersa ng pagkalastiko batay sa batas ni Hooke:

Sa bawat isa sa mga eksperimento, ang higpit ay tinutukoy sa iba't ibang mga halaga ng nababanat na puwersa at pagpahaba, ibig sabihin, ang mga kondisyon ng pagbabago ng eksperimento. Samakatuwid, upang mahanap ang average na stiffness value, hindi posibleng kalkulahin ang arithmetic mean ng mga resulta ng pagsukat. Gagamit kami ng graphical na paraan para sa paghahanap ng average na halaga, na maaaring ilapat sa mga ganitong sitwasyon. Batay sa mga resulta ng ilang mga eksperimento, pinaplano namin ang dependence ng modulus ng elasticity F control sa modulus ng pagpahaba |x|. Kapag gumagawa ng isang graph batay sa mga resulta ng eksperimento, ang mga pang-eksperimentong punto ay maaaring wala sa isang tuwid na linya na tumutugma sa formula

Ito ay dahil sa mga error sa pagsukat. Sa kasong ito, ang graph ay dapat na iguhit upang humigit-kumulang sa parehong bilang ng mga puntos ay nasa magkabilang panig ng tuwid na linya. Pagkatapos mabuo ang graph, kumuha ng punto sa tuwid na linya (sa gitnang bahagi ng graph), tukuyin mula dito ang mga halaga ng elastic force at elongation na tumutugma sa puntong ito, at kalkulahin ang higpit k. Ito ang magiging ninanais na average na halaga ng spring stiffness k cf.

Karaniwang isinusulat ang resulta ng pagsukat bilang expression k = = k cp ±Δk, kung saan ang Δk ang pinakamalaking error sa absolute measurement. Mula sa kursong algebra (klase VII) alam na ang kamag-anak na error (ε k) ay katumbas ng ratio ng absolute error Δk sa halaga ng k:

saan Δk - ε k k. Mayroong isang panuntunan para sa pagkalkula ng kamag-anak na error: kung ang halaga na tinutukoy sa eksperimento ay ang resulta ng pag-multiply at paghahati ng mga tinatayang halaga na kasama sa formula ng pagkalkula, kung gayon ang mga kamag-anak na error ay nagdaragdag. Sa gawaing iyon

Paraan ng pagsukat: 1) isang hanay ng mga timbang, ang masa ng bawat isa ay katumbas ng m 0 = 0.100 kg, at ang error Δm 0 = 0.002 kg; 2) isang ruler na may mga dibisyon ng milimetro.

Mga Kagamitan: 1) tripod na may clutches at paa; 2) coil spring.

Order sa trabaho

1. Ikabit ang dulo ng coil spring sa tripod (ang kabilang dulo ng spring ay nilagyan ng arrow pointer at hook - fig. 176).

2. Sa tabi o likod ng spring, i-install at i-secure ang isang ruler na may mga dibisyon ng milimetro.

3. Markahan at isulat ang dibisyon ng ruler kung saan nahuhulog ang spring pointer.

4. Magsabit ng bigat ng kilalang masa mula sa spring at sukatin ang extension ng spring na dulot nito.

5. Sa unang pagkarga, idagdag ang pangalawa, pangatlo, atbp. na mga timbang, sa bawat oras na itinatala ang pagpapahaba |x| mga bukal. Ayon sa mga resulta ng pagsukat, punan ang talahanayan:

6. Batay sa mga resulta ng pagsukat, bumuo ng isang graph ng dependence ng elastic force sa pagpahaba at, gamit ito, tukuyin ang average na halaga ng spring constant k cp.

7. Kalkulahin ang pinakamalaking kamag-anak na error kung saan natagpuan ang halaga ng kav (mula sa eksperimento na may isang pagkarga). Sa formula (1)

dahil ang error sa pagsukat ng pagpahaba Δx=1 mm, pagkatapos

8. Hanapin

at isulat ang iyong sagot bilang:

1 Kunin ang g≈10 m/s 2 .

Ang batas ni Hooke: "Ang nababanat na puwersa na nangyayari kapag ang isang katawan ay deformed ay proporsyonal sa pagpapahaba nito at nakadirekta sa tapat ng direksyon ng paggalaw ng mga partikulo ng katawan sa panahon ng pagpapapangit."

Batas ni Hooke

Ang rigidity ay ang koepisyent ng proporsyonalidad sa pagitan ng nababanat na puwersa at ang pagbabago sa haba ng tagsibol sa ilalim ng pagkilos ng puwersang inilapat dito. Ayon sa ikatlong batas ni Newton, ang modulus ng puwersa na inilapat sa spring ay katumbas ng nababanat na puwersa na lumitaw dito. Kaya, ang higpit ng tagsibol ay maaaring ipahayag bilang:

kung saan ang F ay ang puwersa na inilapat sa spring, at ang x ay ang pagbabago sa haba ng spring sa ilalim ng pagkilos nito. Mga instrumento sa pagsukat: isang hanay ng mga timbang, ang masa ng bawat isa ay katumbas ng m 0 = (0.1 ± 0.002) kg.

Ruler na may mga dibisyon ng milimetro (Δх = ±0.5 mm). Ang pamamaraan para sa pagsasagawa ng gawain ay inilarawan sa aklat-aralin at hindi nangangailangan ng mga komento.

	Timbang (kg		pagpahaba |x|,

Kung, sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na puwersa sa isang solidong katawan, ito ay deformed, pagkatapos ay ang mga displacement ng mga particle ng mga node ng kristal na sala-sala ay nangyayari sa loob nito. Ang pagbabagong ito ay nilalabanan ng mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ng butil. Ito ay kung paano lumitaw ang mga nababanat na puwersa, na inilalapat sa isang katawan na sumailalim sa pagpapapangit. Ang modulus ng nababanat na puwersa ay proporsyonal sa pagpapapangit:

kung saan ang stress sa elastic deformation, K ay ang modulus of elasticity, na katumbas ng stress sa isang relative strain na katumbas ng unity. kung saan - kamag-anak na pagpapapangit, - ganap na pagpapapangit, - ang paunang halaga ng dami na nailalarawan sa hugis o sukat ng katawan.

DEPINISYON

koepisyent ng pagkalastiko tinatawag na pisikal na dami na nag-uugnay sa batas ni Hooke ang elongation na nangyayari kapag ang isang elastic body ay nadeform at ang elastic force. Ang katumbas na halaga ay tinatawag na coefficient of elasticity. Ipinapakita nito ang pagbabago sa laki ng isang katawan sa ilalim ng impluwensya ng isang load sa panahon ng elastic deformation.

Ang koepisyent ng pagkalastiko ay nakasalalay sa materyal ng katawan, mga sukat nito. Kaya sa pagtaas ng haba ng tagsibol at pagbaba sa kapal nito, bumababa ang koepisyent ng pagkalastiko.

Young's modulus at elasticity coefficient

Sa paayon na pagpapapangit, sa unilateral na pag-igting (compression), ang kamag-anak na pagpahaba, na tinutukoy ng o , ay nagsisilbing isang sukatan ng pagpapapangit. Sa kasong ito, ang modulus ng elasticity ay tinutukoy bilang:

nasaan ang modulus ni Young, na sa kaso na isinasaalang-alang ay katumbas ng nababanat na modulus () at nagpapakilala sa mga nababanat na katangian ng katawan; - paunang haba ng katawan; - pagbabago sa haba sa ilalim ng pagkarga. Kapag ang S ay ang cross-sectional area ng sample.

Koepisyent ng pagkalastiko ng isang nakaunat (naka-compress) na tagsibol

Kapag ang isang spring ay nakaunat (naka-compress) kasama ang X axis, ang batas ni Hooke ay nakasulat bilang:

nasaan ang modulus ng projection ng nababanat na puwersa; - koepisyent ng pagkalastiko ng tagsibol, - pagpahaba ng tagsibol. Kung gayon ang koepisyent ng pagkalastiko ay ang puwersa na dapat ilapat sa tagsibol upang mabago ang haba nito ng isa.

Mga yunit

Ang pangunahing yunit ng sukat para sa elasticity coefficient sa SI system ay:

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

Mag-ehersisyo	Ano ang gawaing ginagawa kapag ang spring ay pinipiga ng ? Ipagpalagay na ang nababanat na puwersa ay proporsyonal sa compression, ang koepisyent ng pagkalastiko ng tagsibol ay katumbas ng k.
Desisyon	Bilang pangunahing formula, ginagamit namin ang kahulugan ng gawain ng form: Ang puwersa ay proporsyonal sa dami ng compression, na maaaring ilarawan sa matematika bilang: Palitan natin ang mga expression para sa puwersa (1.2) sa formula (1.1):
Sagot

HALIMBAWA 2

Mag-ehersisyo	Umusad ang sasakyan sa bilis na . Nauntog siya sa pader. Sa pagtama, lumiit ng l m ang bawat buffer ng kotse. Mayroong dalawang buffer. Ano ang mga nababanat na coefficient ng mga bukal, kung ipagpalagay natin na sila ay pantay?
Desisyon	Gumawa tayo ng drawing.