SMARTexperiment - закон Гука

Закон Гука

Закон Гука можна застосувати для визначення маси тіла.

Якщо підвісити тіло до пружини, то за видовженням, яке виникає через навантаження тілом, і за жорсткістю пружини можна визначити силу тяжіння, що діє на тіло.

За співвідношенням далі можна визначити масу тіла.

Попередні знання

Учні мають знати співвідношення .

Принцип

Закон Гука: пружна деформація пропорційна до прикладеного навантаження.

Навчальна мета

У цьому досліді учні мають переконатися, що деформація - характерна властивість кожної пружини, на якій видно фундаментальний закон (закон Гука). Вимірюваннями на двох гвинтових пружинах різної жорсткості учні мають простежити суть закону Гука - пропорційність між силою та видовженням у межах пружності тіла.

Завдання

Учні вимірюють силу на двох пружинах за зростання видовження, перевіряють, чи є зв'язок між силою і видовженням, і обчислюють жорсткість пружин.

• Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Пружинні терези

Закон Гука

Чи можуть сили деформувати тіла?

Закон Гука можна застосувати для визначення маси тіла.

Якщо підвісити тіло до пружини, то за видовженням, яке виникає через навантаження цим тілом, і за жорсткістю пружини можна визначити силу тяжіння, що діє на тіло.

За співвідношенням можна таким чином визначити масу тіла.

1. Виміряй силу на пружинах за зростання видовження.
2. Перевір для двох різних пружин, чи є зв'язок між силою і видовженням, і насамкінець обчисли жорсткість пружин.

iOS

Android

Windows

Рисунок 1

• Вкрути стрижень в основну плиту і застрахуй його від прокручування пластиковою гайкою-баранцем (рис. 1).

• Потім вкрути менший стрижень у більший, який перед тим був вкручений в основну плиту (рис. 2).

Рисунок 3

• Закріпи датчик Cobra SMARTsense Force & Acceleration (датчик сили) у призначеному для нього тримачі (угорі ліворуч на білій пластині). Для фіксації датчика скористайся гвинтом із накаткою (рис. 3).

• Защіпни тримач датчика на верхньому кінці стрижня і вдави датчик Cobra SMARTsense Motion (датчик руху) у
  тримач (рис. 4 + 5).

Рисунок 5

• Наведи головку датчика руху на середину відбивної пластини (рис. 5).

• Увімкни датчик сили, натиснувши й потримавши кілька секунд кнопку живлення.
• Після успішного вмикання побачиш, що блимає світлодіод.
• Запусти measureAPP. Торкнися вкладки «Датчики» і вибери датчик сили.

Вибір датчика в measureAPP

• Торкнися вкладки «Конфігурація» і вибери «Точкове вимірювання». У цій самій вкладці торкнися «Обнулити».

• У вікні, що відкриється, вибери датчик сили і вийди з вікна натисканням «зберегти».

• Повтори ці кроки («Виконання 1-3») і для датчика руху.
• Потім поклади датчик руху на
  вісь x, а датчик сили - на вісь y.

Рисунок 6

• Підвісь одну з пружин у вушко датчика сили і на звуження між шкалою і відбивною пластиною (рис. 6[1]).
• Установи видовження на найближче число, кратне п'яти, і зафіксуй висоту гвинтом із накаткою (рис. 6[2]).

• Почни вимірювання. Перше виміряне значення одразу з'явиться на діаграмі.

Автомасштабування

Виконання - вимірювання

• Збільш видовження на і зніми ще одне виміряне значення.
• Тепер збільшуй видовження кроками по , доки не буде досягнуто видовження .
• Заверши вимірювання.
• Скористайся функцією автомасштабування.

Виконання - пряма через точки

• Проведи через точки даних пряму, яка якнайкраще описує виміряні точки, і зверни увагу на її нахил.
• Збережи вимірювання.

• Тепер закріпи іншу пружину, видали старе вимірювання і проведи нове вимірювання з другою пружиною так само, як і з першою («Виконання 4-6»).