31A6FD — Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Закон упругой деформации (закон Гука):: ответ и решение

Дайте развернутый ответ.

Используя штатив с держателем, неподвижный блок, нить, два груза
и динамометр, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы упругости при равномерном подъёме грузов с использованием неподвижного блока. Определите работу, совершаемую силой упругости при подъёме двух соединённых вместе грузов на высоту 15 см. Абсолютная погрешность измерения силы равна ±0,1 Н, абсолютная погрешность измерения расстояния равна ±0,2 см.

В бланке ответов $№$ 2:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта работы силы упругости;

3) укажите результаты прямых измерений силы упругости и пути с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите значение работы силы упругости.

СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ

КЭС:

1.13 Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Закон упругой деформации (закон Гука):

1.29 Практические работы. Измерение средней плотности вещества; архимедовой силы; жёсткости пружины; коэффициента трения скольжения; работы силы трения, силы упругости; средней скорости движения бруска по наклонной плоскости; ускорения бруска при движении по наклонной плоскости; частоты и периода колебаний математического маятника; частоты и периода колебаний пружинного маятника; момента силы, действующего на рычаг; работы силы упругости при подъёме груза с помощью неподвижного блока; работы силы упругости при подъёме груза с помощью подвижного блока

Тип ответа:

Развернутый ответ

Номер: 31A6FD

Статус задания: НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания OGEPHYS31A6FD

Ответ: A = F · 0,150 м; сила — по измерению

Задание выполняется на экспериментальной установке. Высота подъёма задана: h = 15 см. Показания динамометра в условии нет, поэтому конкретное число джоулей получают после измерения силы.

1. Соберём установку.
Закрепим неподвижный блок на штативе. Перекинем через него нить; к одному концу подвесим два соединённых груза, к другому прикрепим динамометр. Проверим нулевое показание. Потянем свободный конец с динамометром вниз так, чтобы грузы поднимались равномерно, и снимем установившееся показание силы F. Отметим два положения одной и той же точки грузов с разностью высот 15 см.

2. Обоснование формулы.
Выберем систему отсчёта штатива. Для грузов направим Oy вверх, для свободного конца нити ось Os вниз по его перемещению. В школьной модели массой и растяжением нити, трением в блоке пренебрегаем. На два груза как на одно тело действуют тяжесть Mg вниз и натяжение T вверх. При равномерном подъёме:
T − Mg = 0.
Натяжение нити передаётся через идеальный неподвижный блок, поэтому измеренная сила упругости F = T. Блок меняет направление тяги; выигрыш в силе или пути он не даёт. Из постоянства длины нити следует: путь её свободного конца s равен высоте подъёма h.

Сила упругости, поднимающая грузы, направлена по их перемещению. Работа постоянной силы:
A = Fh cos 0°;
A = Fh.
Такая же работа получается как Fs на свободном конце идеальной передачи, поскольку s = h.

3. Результаты прямых измерений.
Высоту и её погрешность записываем в СИ:
h = (15,0 ± 0,2) см = (0,150 ± 0,002) м.
Если показание динамометра равно f ньютонов, записываем:
F = (f ± 0,1) Н.
Подставляем именно установившееся показание при равномерном движении.

4. Расчёт.
A = f Н · 0,150 м = 0,150f Дж.
Число f нужно получить в опыте. Величину работы нельзя определить только по числу грузов, поскольку их массы в условии не заданы.

Проверка. В идеальной модели F = Mg, поэтому A = Mgh: работа увеличивает потенциальную энергию грузов. Кинетическая энергия при равномерном подъёме не меняется. Знак работы положительный; коэффициент 2 перед высотой здесь не нужен, так как блок неподвижный.

Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Закон упругой деформации (закон Гука):: схема решения задания OGEPHYS31A6FD — Обозначения: Работа силы упругости с неподвижным блоком.

Задание OGEPHYS31A6FD: Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Закон упругой деформации (закон Гука):

Решение задания OGEPHYS31A6FD

Помочь улучшить сайт

Комментарии к решению