Нихромовая спираль

Диаметр проволоки найдите методом рядов, диаметр спирали — прокатыванием вдоль линейки. Массу листов А4 определите взвешиванием на линейке, уравновесив её карандашом; для пружинки используйте такое же уравновешивание.

1. Определим диаметр \(d\) проволоки, из которой изготовлена спираль, методом рядов. Для этого измерим суммарную ширину нескольких витков сжатой спирали и поделим на количество витков. Диаметр \(D\) спирали определим, прокатив спираль вдоль линейки, отметив расстояние \(l\), которое прошла спираль, и подсчитав количество её оборотов \(N\). Тогда \[D = \frac{1}{\pi}\,\frac{l}{N}.\] Длину проволоки спирали \(L_0\) определим, подсчитав количество витков \(N_0\) в ней. Тогда \[L_0 = N_0\cdot\pi D .\] Измерим сопротивление \(R_0\) всей спирали при помощи мультиметра в режиме омметра. При измерении спираль нужно немного растягивать, чтобы витки не касались друг друга. Окончательно для удельного сопротивления \(\lambda\) запишем: \[\lambda = R_0\,\frac{\pi d^2/4}{L_0}.\]

2. Определим массу \(m_0\) листа А4: \[m_0 = 80 \times 0{,}297 \times 0{,}210\ \text{г} \approx (5{,}00 \pm 0{,}01)\ \text{г}.\] Уравновесим линейку на карандаше, найдя таким образом её центр масс. Сложим \(n = 5\) листов А4 вдоль длинной стороны несколько раз, чтобы образовалась тонкая трубочка. Уравновесим этой трубочкой на линейке спираль, предварительно расположив карандаш около края стола, чтобы спираль могла свободно свешиваться.

Пусть листы А4 расположились на расстоянии \(l_0\) от центра масс, а спираль — на расстоянии \(l_1\). Тогда масса \(m_1\) пружинки составит \[m_1 = n\,m_0\,\frac{l_0}{l_1}.\] Окончательно, \[\rho = \frac{m_1}{V} = \frac{m_1}{L_0\,\pi d^2/4} = \frac{4m_1}{\pi L_0 d^2}.\]