Лабораторная работа «Исследование связи работы силы с изменением механической энергии тела на примере растяжения резинового жгута»

10 класс

Лабораторная работа  

«Исследование связи работы силы с изменением механической энергии тела на примере растяжения резинового жгута»

Цель работы:  выяснить, как работа силы связана с изменением механической энергии тела при растяжении резинового жгута.​

Оборудование:   штатив с муфтой и лапкой‚ фиксатор‚ линейка измерительная, грузы из набора по механике  массой по 100 грамм.​

Выполнение работы.

1.            Установить  штатив на столе.

2.            ​Закрепить  резиновый жгут на штативе  и отметить на нем две риски на расстоянии 5 см.​

3.            Подвесить груз к концу резинового жгута.  Жгут начнет растягиваться, расстояние между рисками увеличивается.

4.            Определить жесткость жгута из формулы:   ​ F = mg =  kx

5.            Зная силу тяжести грузов,  определить силу упругости, которая возникает в жгуте.​

6.            Постепенно увеличивая массу груза, измерить расстояние между рисками и  величину силы приложенной к нему для каждого значения массы. ​

7.            ​ Опыт повторить  3 раза.

8.            Данные записать в таблицу.

Сравнить работу силы тяжести с потенциальной энергией упругодеформированной пружины    А= mgх,  Е_р = .

9.            Сделать вывод

   Теория к лабораторной работе.

    При увеличении прикладываемой силы к жгуту происходит  увеличение его растяжения.​  Работа силы, приложенной к телу, прямо пропорциональна  изменению его механической энергии: при увеличении силы деформирующей жгут, потенциальная энергия жгута увеличивается.​

Кроме того,  сила деформации  и длина жгута также имеют взаимосвязь.​ При увеличении силы - длина жгута увеличивается, а при уменьшении силы  - уменьшается.​ Это связано с тем, что увеличение силы сопровождается увеличением энергии, что влияет на расстояние между частицами (атомами) в резиновом жгуте.​

Основные выводы:

1.Работа силы прямо пропорционально  связана с изменением механической энергии тела.​

2.При увеличении силы происходит увеличение деформации тела, а при уменьшении ⎯ сжатие.

3.Работа силы тяжести приблизительно  равна  изменению потенциальной энергии упругодеформированной пружины. Следовательно,  выполняется закон сохранения механической энергии.