Фізика. 9 клас. Сиротюк

Лабораторна робота № 7. Вивчення закону збереження механічної енергії

Мета роботи: порівняти дві величини - зменшення потенціальної енергії тіла, прикріпленого до пружини, під час його падіння і збільшення потенціальної енергії розтягнутої пружини.

Прилади і матеріали: динамометр, жорсткість пружини якого дорівнює 40 Н/м; лінійка з міліметровими поділками; вантаж масою 0,100 ± 0,002 кг; фіксатор; штатив з муфтою і лапкою.

Для роботи використовується установка, зображена на малюнку 292. Це закріплений на штативі динамометр з фіксатором. Пружина динамометра закінчується дротяним стержнем з гачком. Фіксатор у збільшеному масштабі зображено окремо і позначено цифрою 1. Це легка коркова пластинка (розмірами 5x7x1,5 мм), прорізана ножем до її центра. Пластинку насаджують на дротяний стержень динамометра. Фіксатор повинен переміщуватися вздовж стержня з невеликим тертям, однак тертя має бути достатнім, щоб фіксатор сам по собі не падав униз. У цьому треба переконатися перед початком роботи. Для цього фіксатор установлюють біля нижнього краю шкали на обмежувальній скобі. Потім пружину розтягують і відпускають. Фіксатор разом з дротяним стержнем повинен піднятися вгору, відмічаючи цим максимальне видовження пружини, яке дорівнює відстані від упора до фіксатора.

Якщо підняти вантаж, який висить на гачку динамометра, так, щоб пружина була не розтягнена, то потенціальна енергія вантажу відносно, наприклад, поверхні стола дорівнює mgH. Під час падіння вантажу (опускання на відстань х = h) потенціальна енергія вантажу зменшиться на E1 = mgh, а енергія пружини під час її деформації збільшиться на E2 = kx2 : 2.

Мал. 292

Хід роботи

1. Вантаж міцно закріпіть на гачку динамометра.

2. Підніміть вантаж рукою, розвантажуючи пружину, і встановіть фіксатор унизу біля скоби.

3. Опустіть вантаж. Падаючи, вантаж розтягне пружину. Зніміть вантаж і за положенням фіксатора виміряйте лінійкою максимальне видовження xmax пружини. xmax1 = _________ м.

6. Результати досліду запишіть у таблицю.

Номер досліду

xmax, М

хc = hc, м

Е1c, Дж

Е2c, Дж

Е1c : Е12c

1

2

3

4

5

7. Порівняйте відношення Е1c : Е2c з одиницею, зробіть висновок про похибку, з якою було перевірено закон збереження енергії.

8. Зробіть висновки.