Instruksjoner for Hookes lov-eksperiment
Målene med eksperimentet:
– Undersøke forholdet mellom kraft og økningen i lengden på en fjær
– Bestem fjærkonstanten
Verktøy og materialer: Fjærer, 50 grams vekter (4), stativ, linjal
Grunnleggende teori:
Hookes lov sier at kraftens størrelse er direkte proporsjonal med økningen i fjærens lengde. Jo større kraften som virker på fjæren, desto større er økningen i fjærens lengde. Forholdet mellom kraftens størrelse og økningen i fjærens lengde er en konstant. Hookes lov gjelder når kraften ikke overstiger fjærens elastisitetsgrense. Hookes lov ble foreslått av Robert Hooke (1635-1703).
Matematisk uttrykkes Hookes lov gjennom ligningen: k = F / Δl. Hvor: k = fjærkonstanten, F = kraften, Δl = økning i fjærlengden.
Den internasjonale enheten for kraft er Newton, den internasjonale enheten for lengde er meter, derfor er den internasjonale enheten for fjærkonstanten Newton/meter (N/m).
Eksperimentelle trinn:
1. Monter stativet som vist på bildet.
2. Heng en fjær på et stativ og fest deretter en vekt på 50 gram til den nederste enden av fjæren. Mål lengden på fjæren som fjærlengde 1 (l o ).
l 1 = ……… Centimeter.
3. Heng opp en last på 50 gram igjen, og mål deretter lengden på fjæren som fjærlengde 2 (l 2 ).
w = 0,5 Newton
Δl = l² – l¹ = ………… Centimeter
k = w / Δl =………… N/cm
3. Heng opp en last på 50 gram igjen, og mål deretter lengden på fjæren som fjærlengde 3 (l 3 ).
w = 0,5 + 0,5 = 1 Newton
Δl = l⁴ – l⁴ = ……… Centimeter
k = w / Δl =………… N/cm
4. Heng opp en last på 50 gram igjen, og mål deretter lengden på fjæren som fjærlengde 4 (l 4 ).
w = 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5 Newton
Δl = l⁴ – l⁴ = ……… Centimeter
k = w / Δl =………… N/cm
Data og dataanalyse:
Det finnes tre fjærkonstanter basert på resultatene fra det forrige eksperimentet. Beregn den gjennomsnittlige fjærkonstanten:
k = (k + k + k): 3 = ………………… N/cm
Tegn en graf som viser forholdet mellom tyngdekraften (w) og økningen i fjærlengde (Δl)
Diskusjon:
– Hva er forholdet mellom kraft og økningen i fjærlengde? Hvis kraften er større, vil økningen i fjærlengde være større, konstant eller mindre?
– Er fjærkonstantene de samme? Hvis ikke, hvorfor?
– Hva er den gjennomsnittlige fjærkonstanten som ble oppnådd gjennom eksperimentet?
Konklusjon:
Angi konklusjonen din.
