Зачепіть невелику сферичну кульку за довгий та міцний шнур. Кріпіть гумовий шнур до кульки, а потім посильно витягніть
Зачепіть невелику сферичну кульку за довгий та міцний шнур. Кріпіть гумовий шнур до кульки, а потім посильно витягніть шнур вниз. Виміряйте розтягнутий ланцюжок. Звільніть кульку та виміряйте висоту, на яку кулька піднялася. Визначте жорсткість шнура та проведіть теоретичний розрахунок для цієї висоти. Порівняйте результати розрахунку з результатом експерименту.
17.11.2023 20:31
Написать свой ответ:
Пояснення: Жорсткість шнура можна визначити за допомогою формули:
K = (4 * m * g * h) / d^2,
де K - жорсткість шнура,
m - маса кульки,
g - прискорення вільного падіння,
h - висота підняття кульки,
d - довжина розтягнутого шнура.
Звіряємо наше загальне рівняння з формулою шнура, отримуємо:
K = (4 * 0.01 кг * 9.8 м/с^2 * 0.5 м) / (1 м)^2,
K = 0.196 Н/м.
Приклад використання:
Упустивши кульку з висоти 1 метр, вона піднялася на 0.5 метра. Визначте жорсткість шнура.
Рекомендації:
Для кращого розуміння і вивчення теми, рекомендується провести експеримент самому. Виміряйте висоту до якої піднімається кулька при розтягнутому шнурі та використайте вищеприведену формулу для обчислення жорсткості шнура.
Також рекомендовано провести більше повторних вимірів для отримання більш точного результату.
Вправа:
Кулька масою 0.03 кг знаходиться на висоті 1.5 метра та піднялася на 0.7 метра. Вирахуйте жорсткість шнура.
Пояснення: Розтягувальний модуль - це фізична величина, яка визначає ступінь тривалості ізотропних розтягувальних деформацій. Для вимірювання жорсткості шнура будемо використовувати формулу Hooke"s Law: F = k * x, де F - сила, що діє на кульку, k - жорсткість шнура, x - розтягнута довжина шнура.
У нашому випадку, коли кульку підіймають на певну висоту, сила, що діє на кульку, стає рівною вазі кульки, тобто F = m * g, де m - маса кульки, g - прискорення вільного падіння.
Після звільнення кульки, вона починає рухатися вгору з прискоренням g. Розтягувальні сили починають діяти на шнур. Відповідно до рівняння руху, ми можемо записати рівняння: F = m * g = k * x, де x - висота, на яку піднялася кулька.
Для визначення жорсткості шнура, визначимо вираз для k: k = m * g / x. За даними з експерименту, ми можемо обчислити значення k та порівняти його з результатом теоретичного розрахунку.
Приклад використання:
За даними з експерименту маса кульки дорівнює 0.2 кг, прискорення вільного падіння 9.8 м/с^2, а висота, на яку піднялася кулька - 0.5 м.
k = m * g / x = 0.2 * 9.8 / 0.5 = 3.92 Н/м.
Рекомендація: Під час виконання експерименту, слід дотримуватися вимог безпеки. Переконайтеся, що кулька та шнур не пошкоджені.
Вправа: Якщо маса кульки дорівнює 0.3 кг, а висота, на яку вона піднялася після вільного падіння, становить 0.8 м, визначте жорсткість шнура.