Ирина решила проверить-справедлив ли закон Гука для резинки для волос. В кабинете физики она взяла набор одинаковых грузиков массой по 50г каждый и стала подвешивают их к резинке. Определите, выполняется ли закон гука для изучаемой резинки? ответ кратко поясните
Предмет между фокусом и двойным фокусом, изображение будет действительное, увеличенное, обратное d = f + a = 15 см 1 / f = 1 / d + 1 / f 1 / f = 1 / f - 1 / d => f = d * f / (d - f) = 15 * 10 / 5 = 30 см г = f / d = h / h => h = f * h / d = 30 * 2 / 5 = 12 см 2) предмет между оптическим центром и фокусом, изображение мнимое, увеличенное,прямое d = f - a = 5 см 1 / f = 1 / d - 1 / f => f = d * f / (f - d) = 5 * 10 / 5 = 10 см г = f / d = h / h => h = f * h / d = 10 * 2 / 5 = 4 см подробнее - на -
Пусть начальная высота монетки h, конечная высота монетки h. энергия перед началом движения: e = m g h импульс перед началом движения: p = 0 e и p не должны меняться в процессе движения. энергия, после спуска с первой горки: e = (m/2) v^2 + (4m/2) u^2 импульс, после спуска с первой горки: p = m v - 4 m u (u - скорость движения первой горки после спуска монетки) два уравнения и две неизвестные: v, u (m/2) v^2 + (4m/2) u^2 = m g h m v - 4 m u = 0 из второго уравнения u = 4v подставим в первое: (m/2) 16 u^2 + 4 (m/2) u^2 = m g h 20 u^2 = 2 g h u^2 = g h /10 u = sqr(g h/10) тогда v = 4 sqr(g h/10) энергия в момент остановки монетки на второй горке: e = (m/2) y^2 + (5m/2) y^2 + (4m/2) u^2 + m g h импульс в момент остановки монетки на второй горке: p = - 4 m u + m y + (5 m) y (y - скорость движения второй горки вместе с монеткой в момент остановки монетки относительно второй горки) опять получаем систему из 2 уравнений и двух неизвестных y, h: (m/2) y^2 + (5m/2) y^2 + (4m/2) u^2 + m g h = m g h - 4 m u + m y + (5 m) y = 0 из второго уравнения: 6 y = 4 u y = 2 u /3 первое уравнение (m/2) y^2 + (5m/2) y^2 + (4m/2) u^2 + m g h = m g h 3 y^2 + 2 u^2 + g h = g h подставим y = 2 u/3: (4/3) u^2 + 2 u^2 + g h = g h g h = g h - (10/3) u^2 подставим u = sqr(g h/10): g h = g h - g h/3 h = (2/3)h ответ: монетка поднимется на 2/3 от начальной высоты
Объяснение:
1)
Приготовим установку.
В штативе закрепим резинку и подвесим один грузик массой 50 г. Линейкой измерим длину резинки. Она оказалась 10 см.
2)
Приступаем к эксперименту
К резинке подвесим груз массой 50 г и измерим удлинение. Оно оказалось 2 см.
Рассчитаем жесткость резинки:
k₁ = F₁ / Δx₁ = m₁·g / Δx₁ = 0,050·10/0,02 = 25 Н/м
Аналогично, подвешивая грузики и измеряя удлинение, получаем:
k₂ = F₂ / Δx₂ = m₂·g / Δx₂ = 0,100·10/0,05 = 20 Н/м
k₃ = F₃ / Δx₃ = m₃·g / Δx₃ = 0,150·10/0,08 ≈ 20 Н/м
k₄ = F₄ / Δx₄ = m₄·g / Δx₄ = 0,200·10/0,10 ≈ 20 Н/м
3)
Вывод: Закон Гука выполняется.