Upute za Hookeov zakon kao eksperiment
Ciljevi eksperimenta:
– Istraživanje odnosa između sile i povećanja duljine opruge
– Odredite konstantu opruge
Alati i materijali: Opruge, utezi od 50 grama (4), tronožac, ravnalo
Osnovna teorija:
Hookeov zakon kaže da je veličina sile izravno proporcionalna povećanju duljine opruge. Što je veća sila koja djeluje na oprugu, to je veće povećanje duljine opruge. Omjer veličine sile i povećanja duljine opruge je konstanta. Hookeov zakon primjenjuje se kada sila ne prelazi granicu elastičnosti opruge. Hookeov zakon predložio je Robert Hooke (1635.-1703.).
Matematički, Hookeov zakon izražava se jednadžbom: k = F / Δl. Gdje je: k = konstanta opruge, F = sila, Δl = povećanje duljine opruge.
Međunarodna jedinica za silu je Newton, međunarodna jedinica za duljinu 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 uteg od 50 grama na donji kraj opruge. Izmjerite duljinu opruge kao duljinu opruge 1 (l o ).
l 1 = ……… Centimetri.
3. Ponovno objesite teret od 50 grama, a zatim izmjerite duljinu opruge kao duljinu opruge 2 (l 2 ).
w = 0,5 Newtona
Δl = l2 – l1 = ………… Centimetri
k = w / Δl =………… N/cm
3. Ponovno objesite teret od 50 grama, a zatim izmjerite duljinu opruge kao duljinu opruge 3 (l 3 ).
w = 0,5 + 0,5 = 1 Newton
Δl = l 3 – l 1 = ………… Centimetri
k = w / Δl =………… N/cm
4. Ponovno objesite teret od 50 grama, a zatim izmjerite duljinu opruge kao duljinu opruge 4 (l 4 ).
w = 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5 Newtona
Δl = l 4 – l 1 = ………… Centimetri
k = w / Δl =………… N/cm
Podaci i analiza podataka:
Na temelju rezultata prethodnog eksperimenta postoje tri konstante opruge. Izračunajte prosječnu konstantu opruge:
k = (k + k + k) : 3 = …………… N/cm
Nacrtajte graf odnosa između gravitacije (w) i povećanja duljine opruge (Δl)
Rasprava:
– Kakav je odnos između sile i povećanja duljine opruge? Ako je sila veća, hoće li povećanje duljine opruge biti veće, konstantno ili manje?
– Jesu li konstante opruge iste? Ako nisu, zašto?
– Kolika je prosječna konstanta opruge dobivena eksperimentom?
Zaključak:
Iznesite svoj zaključak.
