Yay sertliği katsayısını ölçen laboratuvar çalışması. Konuyla ilgili fizikte "Bir yayın sertliğinin ölçülmesi" laboratuvar çalışması metodolojik gelişimi
MOU "Gymnasium No. 6" Fiziksel atölye 10. Sınıf
Laboratuvar #3
Yay sertliği ölçümü
Amaç: elastik kuvveti dengeleyen yerçekimi kuvvetinin çeşitli değerlerinde yayın uzama ölçümlerinden yayın sertliğini bulun
Hooke yasasına göre:
. Deneylerin her birinde, sertlik şu anda belirlenir: Farklı anlamlar elastik ve uzama kuvvetleri, yani deneysel koşullar değişir. Bu nedenle ortalama sertlik değerini bulmak için ölçüm sonuçlarının aritmetik ortalamasını hesaplamak mümkün değildir. hadi kullanalım grafiksel olarak Bu gibi durumlarda uygulanabilecek ortalama bir değer bulma. Birkaç deneyin sonuçlarına dayanarak, elastik kuvvet modülünün bağımlılığının bir grafiğini oluşturuyoruz.
uzatma modülünden X. Deneyin sonuçlarına dayalı bir grafik oluştururken, deney noktaları formüle karşılık gelen düz bir çizgi üzerinde olmayabilir.
. Bunun nedeni ölçüm hatalarıdır. Bu durumda, grafik, düz çizginin karşı taraflarında yaklaşık olarak aynı sayıda nokta olacak şekilde çizilmelidir. Grafiği çizdikten sonra, düz çizgi üzerinde (grafiğin orta kısmında) bir nokta alın, ondan bu noktaya karşılık gelen elastik kuvvet ve uzama değerlerini belirleyin ve sertliği hesaplayın. k. Yay sertliğinin istenen ortalama değeri olacaktır. .
Ölçüm sonucu genellikle bir ifade olarak yazılır
, nerede
- en büyük mutlak ölçüm hatası. Göreceli hatanın ( ) mutlak hata oranına eşittir
miktarın değerine k
:
, nerede
.
o işte
. Bu yüzden
, nerede
;
;
.
Sunumların önizlemesini kullanmak için bir Google hesabı (hesap) oluşturun ve oturum açın: https://accounts.google.com
Slayt başlıkları:
Laboratuvar çalışması "Bir yayın sertliğini ölçmek" Fizik öğretmeni, St. Petersburg'un Kalininsky bölgesinin 145 numaralı GBOU ortaokulu Karabashyan M.V.
Dinamometre yayı için Hooke yasasının geçerliliğini kontrol edin ve bu yayın sertliğini ölçün. İşin amacı Ekipman: set L-mikro - debriyaj ve kelepçeli tripod, kapalı ölçekli dinamometre, bilinen ağırlıkta bir dizi ağırlık (her biri 50 g), milimetre bölmeli bir cetvelden "Mekanik" ayarlayın.
Hazırlık soruları Elastik kuvvet nedir? Bir yayda m kg kütleli bir yük askıya alındığında ortaya çıkan elastik kuvvet nasıl hesaplanır? Vücut uzatma nedir? Üzerinden bir yük askıya alındığında bir yayın uzaması nasıl ölçülür? Hooke Yasası nedir?
Güvenlik Önlemleri Uzatılmış bir yay ile çalışırken dikkatli olun. Yükleri düşürmeyin veya atmayın.
İşin tanımı: Hooke yasasına göre, elastik kuvvetin F modülü ve yayın uzamasının x modülü, F = kx bağıntısıyla ilişkilidir. F ve x'i ölçerek, k sertlik faktörünü formülle bulabilirsiniz.
Deneylerin her birinde, elastik kuvvet ve uzamanın farklı değerlerinde sertlik belirlenir, yani deneyin koşulları değişir. Bu nedenle ortalama sertlik değerini bulmak için ölçüm sonuçlarının aritmetik ortalamasını hesaplamak mümkün değildir. Bu gibi durumlarda uygulanabilecek ortalama değeri bulmak için grafiksel bir yöntem kullanacağız. Birkaç deneyin sonuçlarına dayanarak, elastik kuvvet F kontrolünün modülünün uzama modülüne bağımlılığının bir grafiğini oluşturuyoruz \ x \ . Deneyin sonuçlarına dayalı bir grafik oluştururken, deney noktaları düz bir çizgi üzerinde olmayabilir, bu F ypp =k\x\ formülüne karşılık gelir. Bunun nedeni ölçüm hatalarıdır. Bu durumda, grafik, düz çizginin zıt taraflarında yaklaşık olarak aynı sayıda nokta olacak şekilde çizilmelidir. Grafiği çizdikten sonra, düz çizgi üzerinde (grafiğin orta kısmında) bir nokta alın, ondan bu noktaya karşılık gelen elastik kuvvet ve uzama değerlerini belirleyin ve k sertliğini hesaplayın. Yay sertliği k cf'nin istenen ortalama değeri olacaktır.
1. Helezon yayın ucunu tripoda takın (yayın diğer ucunda bir ok göstergesi ve bir kanca bulunur). 2. Yayın yanına veya arkasına milimetre bölmeli bir cetvel takın ve sabitleyin. 3. Yaylı işaretçinin düştüğü cetvelin bölümünü işaretleyin ve yazın. 4. Yaya kütlesi bilinen bir ağırlık asın ve yayın neden olduğu uzamayı ölçün. 5. Birinci ağırlığa, ikinci, üçüncü vb. ağırlıkları ekleyin, yayın her seferinde \ x \ uzantısını kaydedin. Ölçüm sonuçlarına göre, İŞİN İLERLEME tablosunu doldurun:
Deney numarası m, kg mg, H x, m 1 0.1 2 0.2 3 0.3 4 0.4
6. x ve F koordinat eksenlerini çizin, uygun bir ölçek seçin ve elde edilen deneysel noktaları çizin. 7. Belirli bir yay için Hooke yasasının geçerliliğini (niteliksel olarak) değerlendirin: orijinden geçen bir düz çizginin yakınında bulunan deneysel noktalardır. 8. Ölçüm sonuçlarına dayanarak, elastik kuvvetin uzama üzerindeki bağımlılığının bir grafiğini oluşturun ve bunu kullanarak yay sertliğinin ortalama değerini k cf belirleyin. 9. k cp 10 değerinin bulunduğu maksimum bağıl hatayı hesaplayın.Sonucunuzu yazın.
Kontrol soruları: Esneklik kuvveti ile yayın uzaması arasındaki ilişkinin adı nedir? 4N'lik bir kuvvetin etkisi altında dinamometrenin yayı 5 mm uzar. Bu yayın etkisi altında 16 mm uzatıldığı yükün ağırlığını belirleyin.
Fizikte laboratuvar çalışması 9. Sınıf Gendenshtein Orlov İlerlemek
1 - Yayın ucunu tripoda takın. Yayın alt ucunun masanın üzerinde olduğu yüksekliği ölçün.
2-Yaydan 100 gram ağırlık asın. Yayın alt ucunun masanın üzerinde olduğu yüksekliği ölçün. Yay uzamasını hesaplayın.
3 - Her biri 100 gramlık iki, üç ve dört ağırlığı yaydan asarak ölçümleri tekrarlayın.
4 - Sonuçları bir tabloya kaydedin.
5 - Elastik kuvvetin yayın uzamasına bağımlılığını çizmek için bir koordinat sistemi çizin.
7 - Elastik kuvvetin yayın uzamasına nasıl bağlı olduğunu belirleyin.
Yayın uzaması ne kadar büyük olursa, elastik kuvvet o kadar büyük olur, yani yay ne kadar uzun gerilirse, elastik kuvvet o kadar büyük olur.8 - Oluşturulan doğruya göre yayın rijitliğini bulunuz.
k = Fkontrol /|x|k = 4/0,1 = 40 H/m
9 - Yayın rijitliğinin uzunluğuna bağlı olup olmadığını ve varsa yayın uzunluğu azaldığında nasıl değiştiğini belirleyin.
Yayın sertliği, yayın uzunluğunun uzamasına bağlı değildir. Her yayın k (yay sertliği) vardır ve sabittir, Fsp ve Δx'e bağlı değildir9. sınıf için fizikte (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
bir görev №2
bölüme" LABORATUVAR ÇALIŞMALARI».
Çalışmanın amacı: farklı yerçekimi değerlerinde yayın uzamasının ölçümlerinden yayın sertliğini bulmak
Hooke yasasına göre esneklik dengeleme kuvveti:
Deneylerin her birinde, elastik kuvvet ve uzamanın farklı değerlerinde sertlik belirlenir, yani deneyin koşulları değişir. Bu nedenle ortalama sertlik değerini bulmak için ölçüm sonuçlarının aritmetik ortalamasını hesaplamak mümkün değildir. Bu gibi durumlarda uygulanabilecek ortalama değeri bulmak için grafiksel bir yöntem kullanacağız. Birkaç deneyin sonuçlarına dayanarak, esneklik modülünün F kontrolünün uzama modülüne bağımlılığını çiziyoruz |x|. Deneyin sonuçlarına dayalı bir grafik çizerken, deney noktaları formüle karşılık gelen düz bir çizgi üzerinde olmayabilir.
Bunun nedeni ölçüm hatalarıdır. Bu durumda, grafik, düz çizginin karşı taraflarında yaklaşık olarak aynı sayıda nokta olacak şekilde çizilmelidir. Grafiği oluşturduktan sonra, düz çizgi üzerinde (grafiğin orta kısmında) bir nokta alın, ondan bu noktaya karşılık gelen elastik kuvvet ve uzama değerlerini belirleyin ve k sertliğini hesaplayın. Yay sertliği k cf'nin istenen ortalama değeri olacaktır.
Ölçüm sonucu genellikle k = = k cp ±Δk ifadesi olarak yazılır, burada Δk en büyük mutlak ölçüm hatasıdır. Cebir dersinden (VII sınıfı) göreli hatanın (ε k), mutlak hatanın Δk'nin k değerine oranına eşit olduğu bilinmektedir:
nereden Δk - ε k k. Göreceli hatayı hesaplamak için bir kural vardır: deneyde belirlenen değer, hesaplama formülünde yer alan yaklaşık değerlerin çarpılması ve bölünmesinin sonucuysa, bağıl hatalar toplanır. o işte
Ölçüm araçları: 1) bir dizi ağırlık, her birinin kütlesi m 0 = 0.100 kg'a eşittir ve hata Δm 0 = 0.002 kg; 2) milimetre bölmeli bir cetvel.
Malzemeler: 1) kavramalı ve ayaklı tripod; 2) helezon yay.
İş emri
1. Helezon yayın ucunu tripoda takın (yayın diğer ucunda bir ok göstergesi ve bir kanca bulunur - şek. 176).
2. Yayın yanına veya arkasına milimetre bölmeli bir cetvel takın ve sabitleyin.
3. Yaylı işaretçinin düştüğü cetvelin bölümünü işaretleyin ve yazın.
4. Yaya kütlesi bilinen bir ağırlık asın ve yayın neden olduğu uzamayı ölçün.
5. Birinci yüke, her seferinde |x| uzamayı kaydederek ikinci, üçüncü vb. ağırlıkları ekleyin. yaylar. Ölçüm sonuçlarına göre tabloyu doldurun:
6. Ölçüm sonuçlarına dayanarak, elastik kuvvetin uzama üzerindeki bağımlılığının bir grafiğini oluşturun ve bunu kullanarak yay sabiti k cp'nin ortalama değerini belirleyin.
7. Kav değerinin bulunduğu en büyük bağıl hatayı hesaplayın (bir yük ile deneyden). Formül (1)
Δx=1 mm uzama ölçümündeki hata olduğundan,
8. Bul
ve cevabınızı şu şekilde yazın:
1 g≈10 m/s 2 alın.
Hooke yasası: "Bir cisim deforme olduğunda ortaya çıkan elastik kuvvet, uzama ile orantılıdır ve deformasyon sırasında vücut parçacıklarının hareket yönünün tersine yönlendirilir."
Hook kanunu
Rijitlik, elastik kuvvet ile kendisine uygulanan kuvvetin etkisi altında yayın uzunluğundaki değişiklik arasındaki orantı katsayısıdır. Newton'un üçüncü yasasına göre, yaya uygulanan kuvvetin modülü, yayda ortaya çıkan elastik kuvvete eşittir. Böylece, yayın sertliği şu şekilde ifade edilebilir:
Burada F, yaya uygulanan kuvvettir ve x, etkisi altındaki yayın uzunluğundaki değişikliktir. Ölçüm aletleri: bir ağırlık seti, her birinin kütlesi m 0 = (0,1 ± 0,002) kg'a eşittir.
Milimetre bölmeli cetvel (Δх = ±0.5 mm). Çalışmayı gerçekleştirme prosedürü ders kitabında açıklanmıştır ve yorum gerektirmez.
Ağırlık (kg |
uzama |x|, | |||