Номер 7, страница 352 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Лабораторные работы. 5. Изучение закона сохранения механической энергии - номер 7, страница 352.

Условие.

7. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу, помещённую в тетради для лабораторных работ. Ниже приведены первые две строки этой таблицы.

$\text{P}$, Н   $h_1$, м   $h_2$, м   $\text{F}$, Н   $\text{x}$, м   $|\Delta E_{\text{гр}}|$, Дж   $E_{\text{пр}}$, Дж   $\frac{E_{\text{пр}}}{|\Delta E_{\text{гр}}|}$

Решение.

Для заполнения таблицы необходимо выполнить измерения и расчёты, описанные ниже для каждого столбца.

P, Н

Это вес тела, используемого в эксперименте. Вес — это сила тяжести, действующая на тело, которая измеряется в ньютонах (Н). Его можно измерить напрямую с помощью динамометра или рассчитать по формуле $P = mg$, если известна масса тела $\text{m}$ в килограммах, а ускорение свободного падения $\text{g}$ принять равным примерно $9,8 \text{ м/с}^2$.

Ответ: Значение измеряется с помощью динамометра или вычисляется по формуле $P = mg$.

h₁, м

Это начальная высота центра масс тела над некоторым условным нулевым уровнем (например, поверхностью стола). Высота измеряется в метрах (м) с помощью линейки, рулетки или другого измерительного прибора.

Ответ: Значение измеряется с помощью измерительного инструмента (линейки, рулетки).

h₂, м

Это конечная высота центра масс тела, соответствующая его нижнему положению в процессе движения. В этой точке тело на мгновение останавливается, и растяжение упругого элемента (пружины) максимально. Высота также измеряется в метрах (м) от того же нулевого уровня, что и $h_1$.

Ответ: Значение измеряется с помощью измерительного инструмента (линейки, рулетки).

F, Н

Это максимальная сила упругости, возникающая в пружине в момент её наибольшего растяжения. Значение силы измеряется в ньютонах (Н). Её можно определить с помощью динамометра, включённого в установку. Альтернативно, если известен коэффициент жёсткости пружины $\text{k}$, силу упругости можно рассчитать по закону Гука $F = kx$, где $\text{x}$ — максимальное растяжение пружины.

Ответ: Значение измеряется динамометром или рассчитывается по формуле $F = kx$.

x, м

Это максимальное удлинение (растяжение) пружины, измеряемое в метрах (м). Оно равно разности между длиной пружины в максимально растянутом состоянии и её длиной в недеформированном состоянии. В зависимости от постановки опыта, эту величину можно измерить напрямую или рассчитать. Например, если тело падает с высоты $h_1$, где пружина не была растянута, до высоты $h_2$, то растяжение $\text{x}$ равно общему изменению высоты: $x = h_1 - h_2$.

Ответ: Значение измеряется или вычисляется как разность длин пружины; в частном случае $x = h_1 - h_2$.

|ΔEгр|, Дж

Это модуль изменения гравитационной потенциальной энергии тела при его перемещении с высоты $h_1$ на высоту $h_2$. Энергия измеряется в джоулях (Дж). Изменение потенциальной энергии рассчитывается как $ΔE_{гр} = mgh_2 - mgh_1$. Поскольку тело падает ($h_1 > h_2$), изменение энергии отрицательно. В таблице требуется указать его модуль.

Ответ: Значение вычисляется по формуле $|\Delta E_{гр}| = P(h_1 - h_2)$.

Eпр, Дж

Это потенциальная энергия упругой деформации, накопленная пружиной при её максимальном растяжении $\text{x}$. Энергия измеряется в джоулях (Дж). Она рассчитывается по формуле, исходя из коэффициента жёсткости пружины $\text{k}$ и величины её растяжения $\text{x}$. Если известна максимальная сила упругости $\text{F}$, можно использовать её для расчёта.

Ответ: Значение вычисляется по формуле $E_{пр} = \frac{kx^2}{2}$ или $E_{пр} = \frac{Fx}{2}$.

Eпр / |ΔEгр|

Это безразмерное отношение, которое показывает, как соотносятся друг с другом потенциальная энергия, запасённая в пружине, и изменение гравитационной потенциальной энергии тела. Этот расчёт позволяет проверить выполнение закона сохранения механической энергии. В идеальной системе без потерь на трение и сопротивление воздуха, это отношение должно быть равно 1.

Ответ: Значение вычисляется путем деления значения из столбца $E_{пр}$ на значение из столбца $|\Delta E_{гр}|$.