Hookeov zakonski eksperiment

Upute za eksperiment s Hookeovim zakonom

Ciljevi eksperimenta:

– Istraživanje odnosa između sile i povećanja dužine opruge
– Odredite konstantu opruge

Alati i materijali: Opruga, opterećenje od 50 grama (4), tronožac, ravnalo

Osnovna teorija:

Hookeov zakon navodi da je veličina sile direktno proporcionalna povećanju dužine opruge. Što je veća sila koja djeluje na oprugu, to je veće povećanje dužine opruge. Odnos veličine sile i povećanja dužine opruge je konstantan. Hookeov zakon primjenjuje se kada sila ne prelazi granicu elastičnosti opruge. Hookeov zakon je predložio Robert Hooke (1635-1703).

Matematički, Hookeov zakon se izražava jednačinom: k = F / Δl. Gdje je: k = konstanta opruge, F = sila, Δl = povećanje dužine opruge.

Međunarodna jedinica za silu je Newton, međunarodna jedinica za dužinu je metar, stoga je međunarodna jedinica za konstantu opruge Newton/metar (N/m).

Eksperimentalni koraci:

1. Sastavite tronožac kao što je prikazano na slici.

2. Objesite oprugu na stalak, a zatim pričvrstite teg od 50 grama na donji kraj opruge. Izmjerite dužinu opruge kao dužinu opruge 1 (l_o).

l₁ = ……… Centimetri.

3. Ponovo objesite teret od 50 grama, a zatim izmjerite dužinu opruge kao dužinu opruge 2 (l₂).

w = 0,5 Njutna

Δl = l₂ - l₁ =………… Centimetri

k = w / Δl =………… N/cm

3. Ponovo objesite teret od 50 grama, a zatim izmjerite dužinu opruge kao dužinu opruge 3 (l₃).

w = 0,5 + 0,5 = 1 Njutn

Δl = l₃ - l₁ = ………… Centimetar

k = w / Δl =………… N/cm

4. Ponovo objesite teret od 50 grama, a zatim izmjerite dužinu opruge kao dužinu opruge 4 (l₄).

w = 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5 Njutna

Δl = l₄ - l₁ = ………… Centimetar

k = w / Δl =………… N/cm

Podaci i analiza podataka:

Na osnovu rezultata prethodnog eksperimenta, postoje tri konstante opruge. Izračunajte prosječnu konstantu opruge:

k = (k + k + k) : 3 = …………… N/cm

Nacrtajte grafik odnosa između gravitacije (w) i povećanja dužine opruge (Δl)

Diskusija:

– Kakav je odnos između sile i povećanja dužine opruge? Ako je sila veća, hoće li povećanje dužine opruge biti veće, konstantno ili manje?

– Jesu li konstante opruge iste? Ako nisu, zašto?

– Kolika je prosječna konstanta opruge dobijena eksperimentom?

Zaključak:

Iznesite svoj zaključak.