Нужно решить Лабораторная работа № 2 по теме:
«ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ».
Цель работы: научиться измерять потенциальную энергию поднятого над землей тела и
упругодеформированной пружины; сравнить два значения потенциальной энергии
системы.
Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, динамометр лабораторный, линейка, груз
массой m на нити длиной около 25 см, набор картонок, толщиной порядка 2 мм, краска и
кисточка.
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:
где Δl – максимальное удлинение пружины, k - ее жесткость.
Трудность эксперимента состоит в точном определении максимальной деформации
пружины, т.к. тело движется быстро.
Ход работы:
1. Соберите установку, показанную на рисунке. Укрепите динамометр в лапке штатива.
2. Привяжите груз к нити, другой конец нити привяжите к крючку
динамометра и измерьте вес груза. В данном случае
P = F Т = mg. Р = .
3. С линейки измерьте длину нити l, на которой
привязан груз. l = .
4. На нижний конец груза нанесите немного краски.
5. Поднимите груз до точки закрепления нити.
6. Отпустите груз и убедитесь по отсутствию краски на столе, что
груз не касается его при падении.
7. Повторяйте опыт, каждый раз подкладывая картонки до тех
пор. Пока на верхней картонке не появятся следы краски.
8. Взявшись за груз рукой, растяните пружину до его соприкосновения с верхней
картонкой и измерьте динамометром максимальную силу упругости F упр и линейкой
максимальное растяжение пружины Δl пр , отсчитывая его от нулевого деления
динамометра. F упр = , Δl пр = .
9. Вычислите высоту, с которой падает груз: h = l + Δl пр (это высота, на которую
смещается центр тяжести груза).
h =
10. Вычислите потенциальную энергию поднятого груза (т.е. перед началом падения):
11. Вычислите потенциальную энергию деформированной пружины :
где .
Подставив выражение для k в формулу для энергии получим:
ОЦЕНКА
12. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
Вес
груза
P,
(Н)
Длина
нити
l ,
(м)
Максимальное
растяжение
пружины
Δl пр ,
(м)
Максимальная
сила
упругости
F упр ,
(Н)
Высота,
с
которой
падает
груз
h = l + Δl
(м)
Потенциальная
энергия
поднятого
груза
(Дж)
Энергия
деформированной
пружины :
,
(Дж)
1 0.2 0.06 16
13. Сравните значения потенциальной энергии в первом и во втором состояниях
системы:
ВЫВОД:
Дополнительно:
1. От чего зависит потенциальная энергия системы?
2. От чего зависит кинетическая энергия тел?
3. В чем состоит закон сохранения полной механической энергии?
4. Отличия и сходства силы тяжести от силы упругости (определения, обозначения,
направление, единицы измерения в СИ).
5. Вычислите относительные и абсолютные погрешности измерения энергии:
; ;
; .
6. Решить задачу:
Мяч массой 100г брошен вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Чему равна
потенциальная энергия его в высшей точке подъема? Сопротивление воздуха не
учитывать.
Дано: СИ: Решение:
Подходит только число 31590
Это число получим, умножив 45*702
Решать можно например как я- просто в таблице Эксель сделал два столбца- первый с рядом целых чисел, второй с произведением чисел первого ряда на число 45.
Далее, я просто нашёл подходящее под условия задачи число (смотри приложенный скрин внизу, там три числа, но в двух их них есть повторяющиеся цифры).
Также, можно решать например, поделив 31500 на 45 (нацело).
Затем умножить результат (целое число) на 45.
Если произведение не подходит, то брать следующее целое число, и повторять умножение.
Равномерное движение – это движение с постоянной скоростью, то есть когда скорость не изменяется (v = const) и ускорения или замедления не происходит (а = 0).
Прямолинейное движение – это движение по прямой линии, то есть траектория прямолинейного движения – это прямая линия.
Равномерное прямолинейное движение – это движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения. Например, если мы разобьём какой-то временной интервал на отрезки по одной секунде, то при равномерном движении тело будет перемещаться на одинаковое расстояние за каждый из этих отрезков времени.
Объяснение: