Лабораторная работа Определение жесткости пружины

Лабораторная работа

«Определение жесткости пружины»

Цель работы: Определение коэффициента жесткости пружины. Проверка справедливости закона Гука .Оценка погрешности измерений.

Порядок выполнения работы.

Базовый уровень

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, набор грузов по 100 г, пружинный динамометр, линейка.

1. Укрепите пружину в штативе и измерьте длину пружины L0 в отсутствие внешнего воздействия (F=0Н). Результаты измерений запишите в таблицу.

2. Подвесьте к пружине груз весом 1 Н и определите ее длину L1 в этом случае.

3. Найдите деформацию (удлинение) пружины по формуле l=L0-L1 .Результаты измерений занесите в таблицу.

4. Аналогично найдите удлинение пружины при подвешивании грузов весом 2 Н и 3 Н . Результаты измерений занесите в таблицу.

5. Вычислите среднее арифметическое значение kср.по формуле kср=(k1+k2+k3)/3

F,Н

l,м

k,Н/м

kср, Н/м

6. Начертите график зависимости l (F).

Продвинутый уровень

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, набор грузов по 100 г, пружина, линейка.

1. Укрепите пружину в штативе и измерьте длину пружины L0 в отсутствие внешнего воздействия (F=0Н). Результаты измерений запишите в таблицу.

2. Подвесьте к пружине груз весом 1 Н и определите ее длину L1 в этом случае.

3. Найдите деформацию (удлинение) пружины по формуле l=L0-L1 .Результаты измерений занесите в таблицу.

4. Аналогично найдите удлинение пружины при подвешивании грузов весом 2 Н и 3 Н . Результаты измерений занесите в таблицу.

5. Вычислите среднее арифметическое значение kср.по формуле kср=(k1+k2+k3)/3

6. Оцените погрешность ∆k методом средней ошибки. Для этого вычислите модуль разности │kср-ki│=∆ki для каждого измерения

7. Полученный результат запишите в виде k=kср±∆k

F,Н

l,м

k,Н/м

kср, Н/м

∆k,Н/м

∆kср, Н/м

Углубленный уровень

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, набор грузов по 100 г, пружина, линейка.

1. Укрепите пружину в штативе и измерьте длину пружины L0 в отсутствие внешнего воздействия (F=0Н). Результаты измерений запишите в таблицу.

2. Подвесьте к пружине груз весом 1 Н и определите ее длину L1 в этом случае.

3. Найдите деформацию (удлинение) пружины по формуле l=L0-L1 .Результаты измерений занесите в таблицу.

4. Аналогично найдите удлинение пружины при подвешивании грузов весом 2 Н и 3 Н . Результаты измерений занесите в таблицу.

5. Вычислите среднее арифметическое значение kср.по формуле kср=(k1+k2+k3)/3

6. Вычислите относительные погрешности и абсолютную погрешность измерений ∆k по формулам

εF=(∆F0+Fи) / Fmax

εl=(∆l0+lи) / lmax

εk=εF+εl

∆k= εk* kср

7. Полученный результат запишите в виде k=kср±∆k

8. Начертите график зависимости l (F).Сформулируйте геометрический смысл жесткости.

F,Н

l,м

k,Н/м

kср, Н/м

εF

εl

εk

∆k