تعليمات تجربة قانون هوك
أهداف التجربة:
– دراسة العلاقة بين القوة وزيادة طول الزنبرك
- حدد ثابت الزنبرك
الأدوات والمواد: نوابض، أوزان ٥٠ غرام (٤)، حامل ثلاثي القوائم، مسطرة
النظرية الأساسية:
ينص قانون هوك على أن مقدار القوة يتناسب طرديًا مع الزيادة في طول الزنبرك. فكلما زادت القوة المؤثرة على الزنبرك، زادت الزيادة في طوله. ونسبة مقدار القوة إلى الزيادة في طول الزنبرك ثابتة. ينطبق قانون هوك عندما لا تتجاوز القوة حد المرونة للزنبرك. وقد اقترح روبرت هوك (1635-1703) قانون هوك.
رياضياً، يتم التعبير عن قانون هوك من خلال المعادلة: k = F / Δl. حيث: k = ثابت الزنبرك، F = القوة، Δl = الزيادة في طول الزنبرك.
الوحدة الدولية للقوة هي نيوتن، والوحدة الدولية للطول هي متر، وبالتالي فإن الوحدة الدولية لثابت الزنبرك هي نيوتن/متر (N/m).
الخطوات التجريبية:
1. قم بتجميع الحامل الثلاثي كما هو موضح في الصورة.
2. علّق زنبركًا على حامل، ثم اربط وزنًا قدره 50 غرامًا بالطرف السفلي للزنبرك. قِس طول الزنبرك باعتباره طول الزنبرك 1 (l o ).
l 1 = ……… سنتيمترات.
3. قم بتعليق حمولة وزنها 50 جرامًا مرة أخرى، ثم قم بقياس طول الزنبرك باعتباره طول الزنبرك 2 (l 2 ).
w = 0,5 نيوتن
Δl = l 2 – l 1 =………… سنتيمترات
ك = ث / Δl =………… ن/سم
3. قم بتعليق حمولة وزنها 50 جرامًا مرة أخرى، ثم قم بقياس طول الزنبرك باعتباره طول الزنبرك 3 (l 3 ).
w = 0,5 + 0,5 = 1 نيوتن
Δl = l 3 – l 1 = ………… سنتيمترات
ك = ث / Δl =………… ن/سم
4. قم بتعليق حمولة وزنها 50 جرامًا مرة أخرى، ثم قم بقياس طول الزنبرك باعتباره طول الزنبرك 4 (l 4 ).
w = 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5 نيوتن
Δl = l 4 – l 1 = ………… سنتيمترات
ك = ث / Δl =………… ن/سم
البيانات وتحليل البيانات:
توجد ثلاثة ثوابت زنبركية بناءً على نتائج التجربة السابقة. احسب متوسط ثابت الزنبرك:
ك = (ك + ك + ك) : 3 = …………… ن/سم
ارسم مخططًا بيانيًا للعلاقة بين الجاذبية (w) والزيادة في طول الزنبرك (Δl).
مناقشة :
– ما العلاقة بين القوة والزيادة في طول الزنبرك؟ إذا كانت القوة أكبر، فهل ستكون الزيادة في طول الزنبرك أكبر، أم ثابتة، أم أصغر؟
– هل ثوابت الزنبرك متطابقة؟ إذا لم تكن كذلك، فلماذا؟
– ما هو متوسط ثابت الزنبرك الذي تم الحصول عليه من خلال التجربة؟
خاتمة :
اذكر استنتاجك.
