ВАС ПОМАГИТЕ!!!
Лабораторная работа № 7
Тема: Изучение закона сохранения механической энергии.
Цель работы: научиться измерять потенциальную энергию поднятого над землей тела и деформированной пружины; сравнить два значения потенциальной энергии системы.
Оборудование: штатив с муфтой и лапкой; динамометр лабораторный; линейка; груз массой m на нити длиной l.
Теоретическая часть
Эксперимент проводится с грузом, прикрепленным к одному концу нити длиной l. Другой конец нити привязан к крючку динамометра. Если поднять груз, то пружина динамометра становится недеформированной и стрелка динамометра показывает ноль, при этом потенциальная энергия груза обусловлена только силой тяжести. Груз отпускают, и он падает вниз, растягивая пружину. Если за нулевой уровень отсчета потенциальной энергии взаимодействия тела с Землей взять нижнюю точку, которую он достигает при падении, то очевидно, что потенциальная энергия тела в поле силы тяжести переходит в потенциальную энергию деформации пружины динамометра:
m*g*(l+Δl) = k*Δl2/2, где Δl — максимальное удлинение пружины, k — ее жесткость.
Трудность эксперимента состоит в точном определении максимальной деформации пружины,
т. к. тело движется быстро.
Указания к работе
Для выполнения работы собирают установку, показанную на рисунке. Динамометр укрепляется в лапке штатива.
1. Привязывают груз к нити, другой конец нити привязывают к крючку динамометра и измеряют вес груза Fт = mg (в данном случае вес груза равен его силе тяжести).
2. Измеряют длину l нити, на которой привязан груз.
3. Поднимают груз до точки 0 (отмеченной на динамометре).
4. Отпускают груз, измеряют динамометром максимальную силу упругости Fynp и линейкой максимальное растяжение пружины Δl, отсчитывая его от нулевого деления динамометра.
Ваша задача!!!
5. Вычислите высоту, с которой падает груз: h = l + Δl (это высота, на которую смещается центр тяжести груза).
6. Вычислите потенциальную энергию поднятого груза Е'п = m*g*(l + Δl).
7. Вычислите энергию деформированной пружины E"п = k*Δl2/2, где k = Fупр/Δl
Подставив, выражение для k в формулу для энергии E"п получим E"п = Fупр*Δl/2
8. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу (заполнить 4 последних столбца).
Fт=mg l Δl Fупр h = l + Δl Е'п = m*g*(l + Δl) E"п = FупрΔl/2
2 Н 0,2 м 0,23 м 2,5 Н
4 Н 0,2 м 0,26 м 5,6 Н
6 Н 0,2 м 0,29 м 8,7 Н