Загальна інформація
Застосування
Пружинний динамометр
У цьому досліді учні навантажують некалібрований динамометр тягарцями і водночас позначають поділки на його шкалі. Так вони калібрують динамометр.
Варто зауважити: так звана повірка - справа лише спеціально навчених фахівців у державно визнаних установах, і там по суті ухвалюють рішення «так чи ні» (повірено або не повірено). А під час калібрування визначають значення (і, за потреби, невизначеності) - тобто, власне, задають шкалу.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Попередні знання не потрібні.
Принцип
З гвинтової пружини треба виготовити й відкалібрувати модель пружинного динамометра. Потім цією моделлю вимірюють силу тяжіння в ньютонах, що діє на пробне тіло.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
За допомогою гвинтової пружини та її калібрування можна показати, що силу, яка діє на пробне тіло, можна виміряти.
Завдання
Визначення сили тяжіння (у ньютонах), що діє на пробне тіло, за допомогою відкаліброваної гвинтової пружини
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Магнітна демонстраційна дошка PHYWE зі штативом, демо з фізики | 02150-00 | 1 |
| 2 | Гачок на магнітному тримачі | 02151-03 | 1 |
| 3 | Торсійний динамометр, 2 Н/4 Н | 03069-03 | 1 |
| 4 | Масштабна лінійка для демонстраційної дошки | 02153-00 | 1 |
| 5 | Стрілка для демонстраційної дошки, 4 шт. | 02154-01 | 1 |
| 6 | Гвинтова пружина, 20 Н/м | 02222-00 | 1 |
| 7 | Волосінь на котушці, d = 0,5 мм, 100 м | 02090-00 | 1 |
| 8 | Лабораторний маркер, змивний, чорний | 46402-01 | 1 |
| 9 | Струбцина | 02014-00 | 2 |
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Пробне тіло | 1 |
Складання та виконання
Складання
- Установити гачок на магнітному тримачі на верхньому зовнішньому краї демонстраційної дошки і почепити гвинтову пружину
- Під нею закріпити динамометр, встановити на нуль і зафіксувати шкалу
- Позначити нижній кінець пружини стрілкою для демонстраційної дошки (рис. 1)
Рисунок 1
Виконання
Пересувати динамометр донизу, поки він не покаже силу натягу 2 Н
Позначити нове положення нижнього кінця пружини другою стрілкою
Зняти динамометр
Лабораторним маркером накреслити шкалу для моделі динамометра: біля верхньої стрілки поставити позначку 0, біля нижньої - позначку 2 Н; масштабною лінійкою виміряти відстань між позначками; поділити цю відстань (діапазон вимірювання!) на 4 (або на 20 - залежно від потрібної точності) однакових проміжки
Зняти стрілки для демонстраційної дошки і почепити на пружину пробне тіло (наприклад, важіль)
Визначити силу тяжіння, що діє на пробне тіло
Опрацювання результатів (1/2)
- FG, що діє на пробне тіло (важіль): 1,3 Н
- Гвинтовою пружиною можна вимірювати сили. Для цього її треба відкалібрувати, тобто (у цьому разі) з'ясувати, яке видовження пружини якій силі відповідає. Результат фіксують на шкалі, поділеній належним чином.
Опрацювання результатів (2/2)
Лише якщо не виходити за межі області пропорційності для тіла, яким вимірюють силу, - а в цьому досліді це забезпечено, - тобто поки виконується закон Гука, поділки шкали динамометра рівномірні, а отже, шкала особливо проста.
Тут доречно згадати й про принцип вимірювання в самому динамометрі, де замість гвинтової пружини стоїть спіральна. Термін «калібрування» вжито в цьому досліді тому, що йдеться лише про встановлення зв'язку між вхідними і вихідними величинами вимірювального приладу. Термін «повірка» тут був би недоречний, бо під ним розуміють офіційну перевірку вимірювальних приладів і засобів.