Загальна інформація
Застосування
Схема досліду
Нескалібрований динамометр отримує шкалу через навантаження тягарцями. Після цього ним можна вимірювати масу різних предметів, наприклад плитки шоколаду.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні мають бути обізнані з основними поняттями сили та пов'язаними з нею фізичними величинами.
Принцип
У цьому досліді динамометр навантажують різними силами тяжіння і на основі спостережень будують для нього точну шкалу сили.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні вчаться, як точно калібрувати динамометр.
Завдання
На нескалібрований динамометр підвішують різні тягарці. З результатів потім будують точну шкалу сили для цього динамометра.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія
Динамометри складаються здебільшого з пружини, яка розтягується під дією сили. За видовженням пружини в метрах можна визначити силу, що діє на пружину.
Вирішальною тут є так звана жорсткість пружини. Різні пружини при однаковій дії сили дають різні за величиною видовження. Це, звісно, залежить від їхньої конструкції та застосованого матеріалу. Отже, жорсткість пружини описує, на скільки метрів видовжується пружина при певній дії сили в ньютонах.
При калібруванні динамометра дія сили задана, а визначають відповідне їй видовження.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 | 2 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=600 мм, d = 10 мм | 02037-00 | 1 | 3 | Подвійна муфта | 02043-00 | 1 | 4 | Штативний стрижень, нерж. ст., з отвором, l=100 мм | 02036-01 | 1 | 5 | Динамометр, прозорий, без шкали, 2 Н | 03065-09 | 1 | 6 | Тримач для динамометра | 03065-20 | 1 | 7 | Тримач для прорізних тягарців, 10 г, конструкція PHY | 02204-00 | 1 | 8 | Прорізний тягарець, чорне лакове покриття, 10 г, конструкція PHY | 02205-01 | 4 | 9 | Прорізний тягарець, чорне лакове покриття, 50 г, конструкція PHY | 02206-01 | 3 |
|---|
Складання та виконання
Складання
Рисунок 1
1.Динамометр закріплюють на установці згідно з рисунком 1.
2.Нуль шкали встановлюють приблизно на 2 см нижче від зеленої втулки.
3. Для цього відкручують гвинт на підвісному гачку, повертають гачок доти, доки нуль не опиниться в потрібному місці, і позначають його фломастером.
Виконання
1. Потім на динамометр підвішують тримач тягарців. Він має масу 10 г.
2. Доцільно спершу визначити ті точки позначок, які учням уже відомі, тобто 1 Н, 2 Н і 0,5 Н.
Для цього на тримач тягарців підвішують відповідні тягарці й позначають фломастером відповідне положення позначки показу.
3. Після цього наносять поділки по 0,1 Н.
4.Тепер відкалібрований динамометр можна порівняти за точністю з динамометрами з
учнівських наборів.
Опрацювання результатів (1/5)
Спостереження
За допомогою тягарців із відомою масою динамометр можна забезпечити шкалою.
Для цього треба визначити нуль - положення, у якому динамометр не навантажений.
Підвішуючи тягарці з відомою силою тяжіння, далі можна наносити позначки шкали.
Опрацювання результатів (2/5)
Питання
У досліді тягарці подано в грамах.
Яке співвідношення між масою і силою тяжіння предмета?
Опрацювання результатів (3/5)
Вставте слова в тексті в потрібне місце При ____ динамометра його навантажують різними силами тяжіння і спостерігають, наскільки сильно видовжується пружина. Завдяки цьому можна обчислити ____. Вона описує пружину й указує, на скільки метрів розтягується пружина при певній ____. Завдяки цьому для майбутніх ____ задано шкалу, на якій зчитують ____ й через це визначають діючу силу.
Опрацювання результатів (4/5)
Вставте слова в тексті в потрібне місце Пружини динамометра мають передбачений ____. Це означає, що ____ стала для всіх сил у межах цього проміжку сил, а видовження зростає лінійно з діючою силою. Якщо вийти за передбачений діапазон вимірювання, точне ____ вже неможливе, бо пружина видовжується непропорційно - надто сильно або надто слабко при дії сили.
Опрацювання результатів (5/5)
Опрацювання результатів
Відкалібрований динамометр має діапазон вимірювання 2 Н. Відстані між поділками шкали в цьому діапазоні однакові.
Якби навантаження пружини в динамометрі збільшили понад цей діапазон, її видовження вже не було б лінійним, і поділки, наприклад для 0,1 Н, у різних місцях шкали були б різними за величиною.