Лабораторная работа по теме: "Исследование превращения потенциальной энергии упругой деформации в кинетическую энергию"

Лабораторная работа



Исследование превращения потенциальной энергии упругой деформации в кинетическую энергию

Цель работы:

 исследовать явление превращения потенциальной энергии упругой деформации пружины в кинетическую энергию поступательного движения тела



Оборудование: 
два штатива, динамометр, шар с отверстием, нить, линейка, белая и копировальная бумага, весы, гири



Содержание работы

По закону сохранения и превращения механической энергии при любых взаимодействиях тел силами всемирного тяготения и упругости механическая энергия системы тел не изменяется.

Поэтому если скорость некоторого тела изменяется под действием пружины, то изменение кинетической энергии тела ∆Еk  должно быть равно изменению потенциальной энергии пружины с противоположным знаком:  ∆Еk = - ∆Ер ,  ∆Еk  + ∆Ер = 0.

Если пружина жесткостью k  имеет деформацию  х , то ее потенциальная энергия упругой деформации равна : Ер =.

Если потенциальная энергия полностью расходуется при взаимодействии пружины жесткостью  k и тела массой  m , то это тело из состояния покоя должно приобрести такую скорость  , при которой выполняется равенство     = 



Порядок выполнения работы

1.   Установить динамометр и шар на одинаковой высоте    h  от поверхности стола. Нить длиной  60 – 80 см  одним концом зацепить за крючок динамометра, другим концом привязать к шару.

2.   Придерживая шар, отодвинуть штатив настолько, чтобы деформация пружины  х  была равна  10 см. снять показания динамометра  F . 

Определить жесткость пружины 
3.   По найденной жесткости    k   пружины и  её деформации   x  вычислить  изменение потенциальной энергии упругой деформации: ∆Ер =.

4.   Отпустить шар. В месте падения шара положить листы белой и копировальной бумаги. Место падения отмечается при ударе по копировальной бумаге.
Повторить опыт три раза.
Измерить среднее значение дальности полёта       шара при падении с высоты  h







Массу шара измерить с помощью весов.
Вычислить изменение кинетической энергии шара:    

Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу:





h,

м



x,

м



F,

Н



k=F/x,

  Н/м

         





         Дж



m,

кг



 ,

 м



 ,

м/с





          

         Дж





























5.  Сравнить полученные значения  
     и сделать вывод.


6.  Оценить границы погрешности определения потенциальной энергии растянутой пружины и кинетической энергии шара.

Контрольные вопросы

		Каким выражением определяется потенциальная энергия  деформированной  пружины?

		 Каким выражением определяется кинетическая энергия тела?

3.    При каких условиях выполняется закон сохранения механической энергии?