Huko dėsnio eksperimento instrukcijos
Eksperimento tikslai:
– Jėgos ir spyruoklės ilgio padidėjimo ryšio tyrimas
– Nustatykite spyruoklės konstantą
Įrankiai ir medžiagos: spyruoklės, 50 gramų svareliai (4), trikojis, liniuotė
Pagrindinė teorija:
Huko dėsnis teigia, kad jėgos dydis yra tiesiogiai proporcingas spyruoklės ilgio padidėjimui. Kuo didesnė spyruoklę veikianti jėga, tuo labiau padidėja spyruoklės ilgis. Jėgos dydžio ir spyruoklės ilgio padidėjimo santykis yra konstanta. Huko dėsnis galioja, kai jėga neviršija spyruoklės tamprumo ribos. Huko dėsnį pasiūlė Robertas Hukas (1635–1703).
Matematiškai Huko dėsnis išreiškiamas lygtimi: k = F / Δl. Čia: k = spyruoklės konstanta, F = jėga, Δl = spyruoklės ilgio padidėjimas.
Tarptautinis jėgos vienetas yra niutonas, tarptautinis ilgio vienetas – metras, todėl tarptautinis spyruoklės konstantos vienetas yra niutonas/metras (N/m).
Eksperimentiniai žingsniai:
1. Surinkite trikojį, kaip parodyta paveikslėlyje.
2. Pakabinkite spyruoklę ant stovo ir prie jos apatinio galo pritvirtinkite 50 gramų svorį. Išmatuokite spyruoklės ilgį kaip spyruoklės ilgį 1 (l0 ).
l 1 = ……… centimetrai.
3. Vėl pakabinkite 50 gramų krovinį, tada išmatuokite spyruoklės ilgį kaip spyruoklės ilgį 2 (l2 ).
w = 0,5 niutono
Δl = l² – l1 = ………… Centimetrai
k = w / Δl =………… N/cm
3. Vėl pakabinkite 50 gramų krovinį, tada išmatuokite spyruoklės ilgį kaip spyruoklės ilgį 3 (l3 ).
w = 0,5 + 0,5 = 1 niutonas
Δl = l3 – l1 = ………… Centimetrai
k = w / Δl =………… N/cm
4. Vėl pakabinkite 50 gramų krovinį, tada išmatuokite spyruoklės ilgį kaip spyruoklės ilgį 4 (l4 ).
w = 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5 niutono
Δl = l4 – l1 = ………… Centimetrai
k = w / Δl =………… N/cm
Duomenys ir duomenų analizė:
Remiantis ankstesnio eksperimento rezultatais, yra trys spyruoklių konstantos. Apskaičiuokite vidutinę spyruoklių konstantą:
k = (k + k + k) : 3 = …………… N/cm
Nubraižykite grafiką, kuriame pavaizduotas gravitacijos (w) ir spyruoklės ilgio padidėjimo (Δl) ryšys.
Diskusija:
– Koks yra jėgos ir spyruoklės ilgio padidėjimo ryšys? Jei jėga didesnė, ar spyruoklės ilgio padidėjimas bus didesnis, pastovus ar mažesnis?
– Ar spyruoklių konstantos yra vienodos? Jei ne, kodėl?
– Kokia yra vidutinė spyruoklės konstanta, gauta eksperimento metu?
Išvada:
Išsakykite savo išvadą.
