Задание 493. Работа по экспериментальному графику пружины
Задачи-исследования
Динамометром и линейкой постройте F(x), найдите работу до 20 см.
Условие из сборника, с. 77, фрагмент 1
Ответ
Метод: отметить недеформированную длину, измерять удлинения и соответствующие силы, построить F по вертикали, x в метрах по горизонтали. Для линейной пружины наклон даёт k=F/x, а внешняя работа до 0,20 м равна площади треугольника A=F(0,20)·\(\frac{0{,}20}{2}\).
Пример x, см
0
5
10
15
20
Пример F, Н
0
5
10
15
20
Это условные данные для k=100 Н/м. Получаем \(A=20\cdot0{,}20/2=2\) Дж. Сила упругости за растяжение совершает−2 Дж. Реальные измерения не проводились; если зависимость нелинейна, работу находят суммой площадей трапеций по фактическим точкам, а не навязывают закон Гука.
Пример измерений пружины: работа — площадь под прямой
Что применять при решении
Постоянная сила
\(A=Fs\cos\alpha\); 1 Дж=1 Н·м.
Тяжесть
\(A_g=mg(h_0-h_1)\).
Сила упругости
\(A_{\rm уп}=\frac{k}{2}(x_0^2-x_1^2)\); медленная внешняя работа имеет противоположный знак.
График силы
Работа равна площади под графиком проекции силы по перемещению с учётом знака.
Создать проектГотовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.
Уведомление об авторском праве и цитировании
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов
используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме,
оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве
(в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования
указаны для каждого используемого фрагмента.
