Экспериментальное задание 18.1, страница 81 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

Законы сохранения. Параграф 18. Закон сохранения механической энергии. Вопросы - страница 81.

Условие.

Экспериментальное задание 18.1

Работаем в паре

Исследование превращений механической энергии

Оборудование: штатив, динамометр, нить, груз массой 100 г, измерительная линейка.

Рассчитайте, на какую высоту $\text{h}$ поднимется груз массой 100 г под действием пружины динамометра, растянутой на 7,5 см. Результат расчёта проверьте экспериментально.

Содержание работы

По закону сохранения энергии изменение потенциальной энергии упруго деформированной пружины равно по модулю изменению потенциальной энергии при подъёме груза: $\frac{kx^2}{2} = mgh.$

Отсюда высота $\text{h}$ подъёма груза равна $h = \frac{kx^2}{2mg}$.

Порядок выполнения задания

1. Подвесьте груз на пружину. Измерьте деформацию $x_0$ пружины в положении равновесия (рис. 18.2). Определите жёсткость $\text{k}$ пружины, разделив силу тяжести $mg$ груза на деформацию $x_0$ пружины в положении равновесия под действием силы тяжести: $mg = kx_0, k = \frac{mg}{x_0}$.

Рис. 18.2

Рис. 18.3

2. Используя найденное значение жёсткости $\text{k}$ пружины, вычислите значение высоты $\text{h}$ подъёма груза: $h = \frac{kx^2}{2mg} = \frac{mgx^2}{2mgx_0} = \frac{x^2}{2x_0} \approx \frac{56}{2x_0}$ см.

3. Закрепите динамометр на штативе на таком расстоянии над столом, чтобы при подвешивании груза и растяжении пружины на $x = 7,5$ см груз касался поверхности стола (рис. 18.3). Закрепите линейку на высоте $\text{h}$ расчётного значения от верхней поверхности груза, касающегося поверхности стола. Подвесьте груз на пружину, оттяните груз до стола и отпустите. Заметьте, совпадает ли максимальная высота подъёма груза с расчётным значением $\text{h}$, отмеченным линейкой.

? Вопрос

В чём смысл закона сохранения механической энергии, если механическая энергия в разных системах отсчёта имеет разные значения?