Практическая работа №2 Проверка закона сохранения энергии

Практическая работа №2

Проверка закона сохранения энергии

Цель работы: Проверить выполнение закона сохранения механической энергии на опытной установке. Сравнить значения потенциальной и кинетической энергии.

Оборудование: шарик, нить, динамометр, измерительная лента, 2 штатива с муфтой и лапкой, груз, массой 100 г, копировальная бумага.

Теоретические основы работы

Закон сохранения энергии является одним из фундаментальных законов природы. Согласно формулировке закона: энергия не возникает из ничего и не исчезает безследно, она только превращается из одного вида энергии в другой - проверяем превращение потенциальной энергии растянутой пружины в кинетическую энергию падающего шара. Чтобы проверить закон сохранения энергии, используем установку, изображённую на рисунке.

Рис.1.

Энергия растянутой пружины при падении шарика начнёт превращаться в кинетическую энергию шарика при его падении вниз по параболе. Т.е.

Или:

В этой работе проверяется выполнение этого равенства, а, следовательно, закона сохранения энергии.

Предварительные необходимые вычисления:

1. Найдём коэффициент жёсткости пружины, используя формулу закона Гука: F=-kx. Выразим k: k=F/х

2. Подвесим груз к крючку динамометра.

3. Измерим линейкой растяжение пружины.

4. Вычислим значение коэффициента жёсткости.

Ход работы

1. Укрепить динамометр в штативе, как показано на рисунке 1.

2. Прикрепить шарик на нити к крючку динамометра.

3. Расположить шарик на подставке второго штатива на одной высоте с динамометром.

4. Придерживая шарик на подставке, отодвинуть штатив с динамометром на такое расстояние, чтобы его показания были равны 1Н, в следующем опыте 2Н, затем 3Н.

5. Отпустить шарик, он начнет падать вниз по параболе.

6. Измерить расстояние S, которое пролетает шарик по горизонтали.

7. Измерить высоту Н, на которой находится шарик.

8. Горизонтальный полёт шарика представляет собой равномерное движение, поэтому скорость шарика и время падения находим по формулам :

9. С помощью весов найдём массу шарика.

10. Найдём значения потенциальной и кинетической энергии.

11. Все полученные величины занести в таблицу 1

Таблица 1.

№

Сила

F,H

Деформа

ция

х,м

Коэффициент

жёсткости. k,H/м

Масса

m,кг

Высота

Н,м

Время

t,c

Рассто

яние

S,м

Скорость

V,м/с

Е _п,

Дж

Е _к, Дж

12. Записать вывод.

13. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. В каких случаях выполняется закон сохранения механической энергии?

2. Чем можно объяснить неточное выполнение исследуемых равенств?