हुक के नियम के प्रयोग के निर्देश
प्रयोग के उद्देश्य:
बल और स्प्रिंग की लंबाई में वृद्धि के बीच संबंध की जांच करना
– स्प्रिंग स्थिरांक ज्ञात कीजिए
औजार और सामग्री: स्प्रिंग, 50 ग्राम के वजन (4), तिपाई, रूलर
मूल सिद्धांत:
हुक का नियम कहता है कि बल का परिमाण स्प्रिंग की लंबाई में वृद्धि के सीधे समानुपाती होता है। स्प्रिंग पर जितना अधिक बल लगेगा, स्प्रिंग की लंबाई में उतनी ही अधिक वृद्धि होगी। बल के परिमाण और स्प्रिंग की लंबाई में वृद्धि का अनुपात एक स्थिरांक होता है। हुक का नियम तब लागू होता है जब बल स्प्रिंग की प्रत्यास्थ सीमा से अधिक न हो। हुक का नियम रॉबर्ट हुक (1635-1703) द्वारा प्रस्तावित किया गया था।
गणितीय रूप से, हुक के नियम को इस समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है: k = F / Δl। जहाँ: k = स्प्रिंग स्थिरांक, F = बल, Δl = स्प्रिंग की लंबाई में वृद्धि।
बल की अंतर्राष्ट्रीय इकाई न्यूटन है, लंबाई की अंतर्राष्ट्रीय इकाई मीटर है, इसलिए स्प्रिंग स्थिरांक की अंतर्राष्ट्रीय इकाई न्यूटन/मीटर (N/m) है।
प्रायोगिक चरण:
1. चित्र में दिखाए अनुसार ट्राइपॉड को असेंबल करें।
2. एक स्टैंड पर एक स्प्रिंग लटकाएँ और फिर स्प्रिंग के निचले सिरे पर 50 ग्राम का वज़न लगाएँ। स्प्रिंग की लंबाई को स्प्रिंग की लंबाई 1 (l o ) के रूप में मापें।
l 1 = ……… सेंटीमीटर.
3. 50 ग्राम का भार फिर से लटकाएँ, फिर स्प्रिंग की लंबाई को स्प्रिंग की लंबाई 2 (l 2 ) के रूप में मापें।
w = 0,5 न्यूटन
Δl = l 2 – l 1 =………… सेंटीमीटर
k = w / Δl =………… N/cm
3. 50 ग्राम का भार फिर से लटकाएँ, फिर स्प्रिंग की लंबाई को स्प्रिंग की लंबाई 3 (l 3 ) के रूप में मापें।
w = 0,5 + 0,5 = 1 न्यूटन
Δl = l 3 – l 1 = ………… सेंटीमीटर
k = w / Δl =………… N/cm
4. 50 ग्राम का भार फिर से लटकाएँ, फिर स्प्रिंग की लंबाई को स्प्रिंग की लंबाई 4 (l 4 ) के रूप में मापें।
w = 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5 न्यूटन
Δl = l 4 – l 1 = ………… सेंटीमीटर
k = w / Δl =………… N/cm
डेटा और डेटा विश्लेषण:
पिछले प्रयोग के परिणामों के आधार पर तीन स्प्रिंग स्थिरांक हैं। औसत स्प्रिंग स्थिरांक की गणना कीजिए:
के = (के + के + के) : 3 = …………… एन/सेमी
गुरुत्वाकर्षण (w) और स्प्रिंग की लंबाई में वृद्धि (Δl) के बीच संबंध का ग्राफ बनाइए।
बहस :
– बल और स्प्रिंग की लंबाई में वृद्धि के बीच क्या संबंध है? यदि बल अधिक है, तो स्प्रिंग की लंबाई में वृद्धि अधिक होगी, स्थिर रहेगी या कम होगी?
क्या स्प्रिंग स्थिरांक समान हैं? यदि नहीं, तो क्यों?
– इस प्रयोग से प्राप्त औसत स्प्रिंग स्थिरांक क्या है?
निष्कर्ष :
अपना निष्कर्ष बताइए।
