“Человек без всякого воображения может собирать факты, но никогда не сделает великого открытия, а русский физик-теоретик академик

Тема: Исследование зависимости силы упругости от удлинения с использованием электронных таблиц Excel.

Сила упругости. Закон Гука.
Сила упругости.
Деформация.
Закон Гука.
Исследование зависимости силы упругости от удлинение, определение жесткости пружины при различных значениях силы тяжести уравновешивающей силу упругости, на основе закона Гука.

Сила упругости.
Сила, действующая на тело со стороны опоры или подвеса, называется силой упругости.
Сила упругости
направлена
противоположно
силе тяжести.
Fупр.=Fтяж
Fyпр
Fупр
Fтяж
Fтяж

СИЛА
относится к силам электромагнитной природы
возникает при деформации тела;
направлена в сторону, противоположную перемещению частиц тела при деформации;
приложена к телу;

ОСОБЕННОСТИ СИЛЫ :
возникает при деформации, одновременно у двух тел, участвующих в деформации;
перпендикулярно деформируемой поверхности
противоположна по направлению смещению частиц тел

ДЕФОРМАЦИИ
изменения формы и/или объёма тела под действием внешних сил
УПРУГИЕ
ПЛАСТИЧЕСКИЕ
полностью исчезают после прекращения действия внешних сил
не исчезают после прекращения действия внешних сил

ВИДЫ ДЕФОРМАЦИЙ
ИЗГИБ
СДВИГ
РАСТЯЖЕНИЕ
КРУЧЕНИЕ
СЖАТИЕ

ЗАКОН ГУКА
Был открыт Робертом Гуком в 1676 году.
Сила упругости, возникающая в теле при упругих деформациях, прямо пропорциональна его удлинению.
где k – жёсткость пружины [Н/м],
х – удлинение тела [м].

Х
Х
2Х
F1
F2
F~ Х
ЗАКОН ГУКА

Для каждой ситуации
В упругой деформации
Закон везде один:
Все силы, как и водится,
В пропорции находятся
К увеличенью длин.
А если при решении
У длин есть уменьшение,
Закон и тут закон:
Пропорции упрямые
Прямые (те же самые),
Но знак у них сменен.
Ну что это за мука:
Закон запомнить Гука!
Но мы пойдем на риск,
Напишем слева силу,
А справа, чтобы было
Знак «минус», «k» и «х».
F = -kх
F,H
Х, м
0
График зависимости силы упругости от удлинения

Применение силы упругости
Силы упругости работают в технике и природе: в часовых механизмах, в амортизаторах на транспорте, в канатах и тросах, в человеческих костях и мышцах т.д.

Цель работы: исследовать зависимость силы упругости от удлинения, определить жесткость пружины при различных значениях силы тяжести F=mg,уравновешивающей силу упругости, на основе закона Гука:K=F/х.
Оборудование: набор грузов, масса каждого равна 100г,линейка с миллиметровыми делениями, штатив, динамометр.
«Исследование зависимости силы упругости от удлинения, определение жесткости пружины».

Ход работы:
1.Закрепите на штативе динамометр.
2. Рядом с пружиной динамометра установите линейку.
3.Отметьте и запишите то деление линейки, против которого приходится стрелка-указатель динамометра.
4. Подвесьте к пружине груз известной массы (100 гр.) и измерьте вызванное удлинение пружины.
5. К первому грузу добавьте второй , третий грузы, записывая каждый раз
удлинение – х (м).
6. По результатам заполните измерений заполните таблицу.
7. По результатам измерений постройте график зависимости силы от удлинения и, пользуясь им (визуально разделите на 2 равные половины полученный график и опустите пунктирные прямые на оси, полученные значения будут средними значениями силы упругости и удлинения), определите среднее значение жесткости kср=Fср/хср.
8. Рассчитайте наибольшую относительную погрешность, с которой найдено среднее значение жесткости:Ek=Em+Eg+Eх (Em=0,02; Eg=0,002; Eх=0,04).
9. Найдите ∆k=Ek•kср и запишите ответ в виде:k=kср±∆k.
10. Сделайте вывод о зависимости силы упругости от удлинения.