Сделай сам
5/10Известно, что если коэффициент жёсткости пружины, намотанной виток к витку, не меняется при удлинении пружины, то его можно рассчитать по формуле \(k = \dfrac{a}{N_в}\), где \(a\) — некоторая величина, зависящая от диаметра пружины, диаметра проволоки и материала, из которого изготовлена проволока, \(N_в\) — число витков пружины.
Используя выданное вам оборудование, проверьте зависимость коэффициента жёсткости пружины от числа витков, построив график этой зависимости в таких осях, где она будет линейной. По полученному графику определите значение константы \(a\).
Оборудование: медная проволока (короткий и длинный куски), железный стержень для намотки пружины, электронные весы, цилиндрический груз, линейка, ножницы, два листа миллиметровки для построения графиков, штатив с лапкой, нитки — по требованию.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСначала убедитесь, что деформация подчиняется закону Гука: это определяет, при каких нагрузках можно измерять жёсткость. Затем постройте график \(k\) от \(1/N_в\).
Ответ\(a \approx 412\) Н/м (по критериям — в диапазоне \(300\)–\(500\) Н/м).
РешениеПружина из короткой проволоки при большой нагрузке разгибается, поэтому жёсткость измеряется при силах, меньших \(0{,}5\) Н, где выполняется закон Гука. Для пружин из длинной проволоки измеряют силу упругости и удлинение, усредняют и получают коэффициенты жёсткости \(k\) при разных числах витков. Точки \(k\) от \(1/N_в\) ложатся на прямую, наклон которой и есть \(a\); по графику \(a \approx 412\) Н/м.
Похожие задачи
- Шарик на резиновом шнуре Ведомственная 2011/12, 9 кл.
- Грузик на пружине в воде МОШ 2012/13, 11 кл.
- Система пружин Курчатов 2013/14, 7 кл.
- Пружина, гири и вода в сосуде МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Две пружины ВсОШ 2013/14, 10 кл.
- Консольная балка Санкт-Петербургская 2013/14, 8 кл.