Измерений на фотографии нет, поэтому ниже — условный пример выполнения. В реальной работе замените длины своими измерениями. Примем длину ненагруженной пружины \(l_0=10{,}0\) см и условную погрешность измерения каждой длины ±0,1 см. Масса каждого груза — 0,100 кг; используем \(g=9{,}8\) м/с².

Сила тяжести одного груза равна \(mg=0{,}100\cdot9{,}8=0{,}98\) Н. Для двух, трёх и четырёх грузов силы составляют соответственно 1,96; 2,94 и 3,92 Н. В равновесии модуль силы упругости равен силе тяжести.

№ опыта	Длина ненагруженной пружины l₀, см	Длина нагруженной пружины l, см	Удлинение x, см	Сила упругости Fупр, Н
1	10,0	12,0	2,0 ± 0,2	0,98
2	10,0	14,0	4,0 ± 0,2	1,96
3	10,0	16,0	6,0 ± 0,2	2,94
4	10,0	18,0	8,0 ± 0,2	3,92

График строится по условным данным. Интервалы по оси удлинения отражают принятую погрешность ±0,2 см; зависимость близка к прямой через начало координат.

По закону Гука \(F_{упр}=kx\), поэтому жёсткость равна угловому коэффициенту графика. Переведём удлинение 2,0 см в метры: 0,020 м. Тогда \(k=F_{упр}/x=0{,}98/0{,}020=49\) Н/м. Для остальных опытов получается то же значение.

Вывод: в условном примере сила упругости прямо пропорциональна удлинению, поэтому результаты подтверждают закон Гука в исследованном диапазоне.

Ответ: условная жёсткость пружины — 49 Н/м.

Поделись с друзьями