Esperimento sulla legge di Hooke

Istruzioni per l'esperimento sulla legge di Hooke

Obiettivi dell'esperimento:

– Indagine sulla relazione tra forza e aumento di lunghezza di una molla
– Determinare la costante elastica

Strumenti e materiali: Molla, carico da 50 grammi (4), treppiede, righello

Teoria di base:

Legge di Hooke La legge di Hooke afferma che l'intensità della forza è direttamente proporzionale all'aumento di lunghezza della molla. Maggiore è la forza che agisce sulla molla, maggiore è l'aumento di lunghezza della molla. Il rapporto tra l'intensità della forza e l'aumento di lunghezza della molla è costante. La legge di Hooke si applica quando la forza non supera il limite elastico della molla. La legge di Hooke fu proposta da Robert Hooke (1635-1703).

Matematicamente, la legge di Hooke si esprime attraverso l'equazione: k = F / Δl. Dove: k = costante elastica della molla, F = forza, Δl = incremento di lunghezza della molla.

L'unità di misura internazionale della forza è il Newton, l'unità di misura internazionale della lunghezza è il metro, quindi l'unità di misura internazionale della costante elastica è Newton/metro (N/m).

Fasi sperimentali:

1. Assemblare il treppiede come mostrato in figura.

2. Appendere una molla a un supporto e quindi attaccare un peso di 50 grammi all'estremità inferiore della molla. Misurare la lunghezza della molla come lunghezza della molla 1 (l_o).

l₁ = ……… Centimetri.

3. Appendere di nuovo un carico di 50 grammi, quindi misurare la lunghezza della molla come la lunghezza della molla 2 (l₂).

w = 0,5 Newton

Δl = l₂ - l₁ =………… Centimetri

k = w / Δl =………… N/cm

3. Appendere di nuovo un carico di 50 grammi, quindi misurare la lunghezza della molla come la lunghezza della molla 3 (l₃).

w = 0,5 + 0,5 = 1 Newton

Δl = l₃ - l₁ = ………… Centimetro

k = w / Δl =………… N/cm

4. Appendere di nuovo un carico di 50 grammi, quindi misurare la lunghezza della molla come la lunghezza della molla 4 (l₄).

w = 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5 Newton

Δl = l₄ - l₁ = ………… Centimetro

k = w / Δl =………… N/cm

Dati e analisi dei dati:

Sulla base dei risultati dell'esperimento precedente, sono state ricavate tre costanti elastiche. Calcolare la costante elastica media:

k = (k + k + k) : 3 = …………… N/cm

Disegna un grafico della relazione tra la forza di gravità (w) e l'aumento della lunghezza della molla (Δl).

Discussione:

– Qual è la relazione tra la forza e l'aumento di lunghezza della molla? Se la forza è maggiore, l'aumento di lunghezza della molla sarà maggiore, costante o minore?

– Le costanti elastiche delle molle sono le stesse? In caso contrario, perché?

– Qual è la costante elastica media ottenuta dall'esperimento?

Conclusione:

Esprimi la tua conclusione.