Растяжимость пружин

Приборы и оборудование: Две пружины; динамометр 10 Н; линейка измерительная 50 см, шпилька металлическая с резьбой и двумя гайками, штатив.

В данной работе Вам необходимо экспериментально проверить справедливость закона Гука, а также исследовать различные типы соединения пружин.

Закон Гука утверждает, что сила упругости пружины пропорциональна ее деформации:

\[F = kx.\tag{1}\]

Коэффициент пропорциональности \(k\) в этой формуле называется жесткостью пружин.

Задание 1.

1.1 Измерьте зависимости длины каждой пружины от приложенной к ней силы.

1.2 Постройте графики полученных зависимостей.

1.3 Укажите, выполняется ли закон Гука для выданных вам пружин.

1.4 Определите жесткости пружин, оцените погрешность найденных значений. Результаты приведите в системе СИ.

Далее расчет погрешностей не требуется!

Задание 2.

Соедините пружины последовательно, как показано на рисунке.

2.1 Измерьте зависимость длины первой \(l\) пружины от общей длины пружин \(L\). Постройте график полученной зависимости. Определите коэффициент наклона данной зависимости.

2.2 Используя результаты, полученные ранее, получите теоретическое значение коэффициента наклона этой зависимости и сравните с экспериментальным значением.

Задание 3.

Соедините пружины параллельно.

3.1 Экспериментально покажите, что закон Гука выполняется и для «двойной» пружины.

3.2 Измерьте жесткость «двойной» пружины, сравните его с теоретическим значением.

Задание 4.

Закрепите пружины на металлической шпильке с помощью гаек, так чтобы они образовали в недеформированном состоянии равнобедренный треугольник с основанием \(l \approx 18\) см.

4.1. Измерьте зависимость отклонения вершины треугольника \(x\) от приложенной силы \(F\) (см. рисунок).

4.2 Постройте график полученной зависимости \(x(F)\).

4.3 На этом же графике нанесите теоретические значения данной зависимости. Приведите формулы, по которым вы проводили расчеты теоретической зависимости.