Лабораторная работа Тема: Лабораторная работа «Исследование связи работы силы с изменением механической энергии тела на примере растяжения резинового жгута» Цель: Экспериментально установить связь между работой силы упругости и изменением потенциальной энергии деформированного тела. Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, резиновый жгут длиной 15-20 см, набор грузов известной массы, линейка измерительная с миллиметровыми делениями, динамометр учебный. Теоретические вопросы: 1. Что такое работа силы упругости? 2. По какой формуле рассчитывается потенциальная энергия упруго деформированного тела? 3. Как определяется работа переменной силы на графике? Практическая работа: 2. Закрепите резиновый жгут в лапке штатива 3. Измерьте начальную длину жгута во 4. Подвешивайте грузы последовательно, каждый раз измеряя: • Силу тяжести груза F = mg(g = 10) • Длину жгута 1 • Удлинение жгута 41 = 1 - 10 5. Результаты измерений занесите в таблицу 6. Рассчитайте для каждого измерения: • Работу силы упругости (41) 2 • Потенциальную энергию В = (41)2 7. Оцените погрешность измерений Таблица результатов измерений: № т, кг F, H 1, м. Ді, м. А, Дж Б. Дж 101 0,18 0,03 20,2 0,21 0,06 3 0,3 025 0,10 Контрольные вопросы: 4. Почему график зависимости F(41) для резины не является прямой линией? 5. Какие погрешности могли возникнуть при проведении работы? 6. Как можно повысить точность эксперимента? Вывод:

1. Что такое работа силы упругости?

Работа силы упругости — это работа, совершаемая силой упругости при деформации тела. Она равна изменению потенциальной энергии деформированного тела, взятому с противоположным знаком.

2. По какой формуле рассчитывается потенциальная энергия упруго деформированного тела?

Потенциальная энергия упруго деформированного тела рассчитывается по формуле:

$$E = \frac{k(\Delta l)^2}{2}$$

где:

• ( E ) - потенциальная энергия,
• ( k ) - коэффициент упругости (жесткость),
• ( \Delta l ) - изменение длины (деформация).

3. Как определяется работа переменной силы на графике?

Работа переменной силы на графике определяется как площадь под графиком зависимости силы от перемещения. Если график имеет сложную форму, площадь можно разбить на элементарные участки (например, прямоугольники или трапеции) и вычислить их площади, а затем сложить.

4. Почему график зависимости F(Δl) для резины не является прямой линией?

График зависимости силы упругости от удлинения (F(Δl)) для резины не является прямой линией из-за нелинейной упругой деформации резины. Закон Гука (F = kΔl) справедлив только для малых деформаций. При больших деформациях упругие свойства резины изменяются, и зависимость становится нелинейной.

5. Какие погрешности могли возникнуть при проведении работы?

При проведении работы могли возникнуть следующие погрешности:

• Погрешности измерения длины жгута из-за неточности линейки или неправильной установки.
• Погрешности измерения силы из-за неточности динамометра.
• Погрешности, связанные с неидеальностью упругих свойств резины (гистерезис).
• Неточность в определении массы грузов.

6. Как можно повысить точность эксперимента?

Для повышения точности эксперимента можно:

• Использовать более точные измерительные приборы (линейку с меньшей ценой деления, динамометр с меньшей погрешностью).
• Провести несколько измерений и усреднить результаты.
• Учитывать температуру окружающей среды, так как упругие свойства резины могут зависеть от температуры.
• Исключить или минимизировать влияние внешних факторов (сквозняки, вибрации).