Зертханалық жұмыс №4 · 7 сынып · 2-тоқсан

№4 зертханалық жұмыс. Серпімді деформацияларды зерделеу

Физика№ 399 ҮОБ

Бұл жұмыста серіппеге жүк іліп, оның ұзаруын сызғышпен өлшейді. Нәтижелер бойынша серпімділік күшінің ұзаруға тәуелділік графигі F(x) салынады. График көлбеулігі бойынша серіппенің қатаңдық коэффициенті k метрге шаққандағы ньютонмен табылады.

Жұмыстың мақсаты. Серпімділік күшінің серіппе ұзаруына тәуелділігін зерттеу және F(x) графигі бойынша серіппенің қатаңдық коэффициентін анықтау.

Осы тақырыпқа ҚМЖ жасау

Оқу мақсаттары

  • 7.2.2.4серпімділік күшінің серіппенің ұзаруына тәуелділік графигінен қатаңдық коэффициентін анықтау
  • 7.1.3.3физика кабинетінде қауіпсіздік ережелерін білу және сақтау

Құрал-жабдықтар

  • муфтасы мен қысқышы бар штатив
  • көрсеткіші бар спираль серіппе
  • әрқайсысы 100 г жүктер жиыны
  • миллиметрлік бөліктері бар сызғыш
  • динамометр (күшті тексеру үшін)
  • график салуға арналған миллиметрлік қағаз немесе торкөз дәптер

Жұмыс барысы

  1. 1

    Серіппені штатив қысқышына бекітіп, жанына сызғышты тік қойыңыз.

  2. 2

    Жүксіз серіппе көрсеткішінің орнын l₀ жазыңыз.

  3. 3

    100 г бір жүкті іліп, серіппенің тербелісі тоқтағанша күтіңіз де, көрсеткіштің жаңа орнын l жазыңыз.

  4. 4

    Ұзаруды x = l − l₀ тауып, өлшеу кестесіне жазыңыз.

  5. 5

    Жүктерді біртіндеп төртеуге дейін қосыңыз да, әр жолы ұзаруды жазыңыз.

  6. 6

    Әр тәжірибе үшін серпімділік күшін F = m·g есептеңіз.

  7. 7

    Барлық жүкті алып, көрсеткіш l₀ орнына қайтқанын тексеріңіз.

  8. 8

    F(x) графигін салып, координат басы мен нүктелер арқылы түзу жүргізіңіз.

  9. 9

    График бойынша қатаңдық коэффициентін k табыңыз.

Қысқаша теория

Деформация — күштің әсерінен дене пішінінің немесе өлшемінің өзгеруі. Жүктемені алғаннан кейін дене бұрынғы пішініне толық қайтса, деформация серпімді, қайтпаса — пластикалық деп аталады. Бұл жұмыста серіппе тек серпімді деформациялануы тиіс.

Деформация кезінде денеде серпімділік күші пайда болады. Ол деформацияға қарсы бағытталған: созылған серіппе қайта жиырылуға тырысады. Серіппеге ілінген жүк қозғалмай тұрғанда серпімділік күші жүктің ауырлық күшін теңгереді: Fсерп = m·g, мұндағы g ≈ 9,8 Н/кг.

Шағын серпімді деформацияларда серпімділік күші ұзаруға x = l − l₀ тура пропорционал: Fсерп = k·x. Бұл — Гук заңы. k коэффициенті қатаңдық деп аталады; ол серіппені 1 м-ге созу үшін қандай күш түсіру керектігін көрсетеді. Қатаңдық бірлігі — метрге шаққандағы ньютон (Н/м). Қатаңдық серіппенің материалына, орам сымының жуандығына, орамдардың диаметрі мен санына байланысты.

Көлденең оське ұзаруды x, ал тік оське күшті F салса, нүктелер координат басы арқылы өтетін түзудің бойында жатады. Түзу неғұрлым тік болса, серіппе соғұрлым қатаң. Қатаңдық график бойынша табылады: k = ΔF / Δx, мұнда ΔF пен Δx түзудің бойындағы бір-бірінен алыс жатқан екі нүкте үшін алынады.

Виртуалды тәжірибе

«Механикалық зертхана» симуляциясында «Күштер және тепе-теңдік» режимін, одан кейін «Серіппе» бөлімін таңдаңыз. Әртүрлі массадағы жүктерді іліп, серіппенің ұзаруын сызғыштан оқыңыз да, әр «күш — ұзару» жұбын кестеге жазыңыз. Өз деректеріңіз бойынша F(x) графигін салып, оның көлбеулігінен қатаңдықты табыңыз.

Осы тақырыптағы тағы бір симуляция: Гук заңы: серпімділік күші

Өлшеу кестесі

№4 зертханалық жұмыс · Физика, 7 сынып. Серпімді деформацияларды зерделеу

Аты-жөні, сыныбы: ____________________ Күні: __________

Тәжірибе №Жүктердің массасы m, кгСерпімділік күші F, НҰзару x, смҰзару x, мk = F / x, Н/м
1
2
3
4

Есептеу және қорытынды

Серпімділік күші: F = m·g, g ≈ 9,8 Н/кг. Мысалы, m = 0,2 кг үшін F = 0,2 · 9,8 = 1,96 Н.

Мысалы, мынадай нүктелер алынды: 0,98 Н — 2,0 см; 1,96 Н — 4,0 см; 2,94 Н — 6,0 см.

График бойынша қатаңдық: k = ΔF / Δx. Бірінші және үшінші нүктелер үшін ΔF = 2,94 − 0,98 = 1,96 Н, Δx = 6,0 − 2,0 = 4,0 см = 0,04 м, k = 1,96 / 0,04 = 49 Н/м.

Тексеру: кестенің әр жолындағы k = F / x мәндері бір-біріне жақын болуы керек. Олардың шашырауы тәжірибенің қателігін көрсетеді.

Қорытынды үлгісі: Жұмыс барысында мен серіппенің серпімді деформациясын зерттедім. Серпімділік күші ұзаруға … өседі, F(x) графигі координат басы арқылы өтетін … . График бойынша серіппенің қатаңдық коэффициенті k = … Н/м. Жүктерді алғаннан кейін серіппе … , демек деформация … болды.

Бақылау сұрақтары

  1. Қандай деформация серпімді деп аталады?

    Жауабын көру

    Күштің әсері тоқтағаннан кейін толық жойылатын деформация: дене бұрынғы пішіні мен өлшеміне қайтады.

  2. Қатаңдық коэффициенті нені көрсетеді?

    Жауабын көру

    Серіппені 1 м-ге созу немесе сығу үшін қандай күш қажет екенін көрсетеді. Мысалы, k = 49 Н/м болса, 1 см-ге созу үшін 0,49 Н күш керек.

  3. F(x) графигі бойынша екі серіппенің қайсысы қатаң екенін қалай білуге болады?

    Жауабын көру

    Қатаң серіппенің графигі тігірек болады: бірдей ұзаруда күш үлкенірек.

  4. Неліктен қатаңдықты бір нүкте бойынша емес, график бойынша тапқан дұрыс?

    Жауабын көру

    Түзу барлық нүктелер арқылы жүргізіледі, сондықтан жеке өлшеулердің кездейсоқ қателіктері ішінара бір-бірін жояды.

  5. Серіппеге тым ауыр жүк ілсе не болады?

    Жауабын көру

    Деформация пластикалық болып кетеді: серіппе созылып, бұрынғы ұзындығына қайтпайды, Гук заңы орындалмайды.

Қауіпсіздік техникасы

  • Штативті орнықты қойып, жүктердің салмағынан аударылып кетпейтіндей етіп бекітіңіз.
  • Мұғалім рұқсат еткеннен артық жүк ілмеңіз: серіппе бүлінуі мүмкін.
  • Жүктерді үстелдің үстінде, қолмен ұстап іліңіз және алыңыз, олар аяғыңызға түсіп кетпесін.
  • Серіппені қолмен қатты созбаңыз және оны кенет босатпаңыз.

Мұғалімге

Осы жұмыстың тақырыбына ҚМЖ мен БЖБ-ны Bilim Plus Ұстаз кабинетінде ЖИ оқу мақсаттарының коды бойынша жинайды. Симуляцияны сыныпқа беруге не тақтаға шығаруға болады.

Жиі қойылатын сұрақтар

Құрал-жабдықсыз орындауға бола ма?
Иә, виртуалды зертханалық жұмыс бар: «Механикалық зертхана» симуляциясы, «Күштер және тепе-теңдік» режимі, «Серіппе» бөлімі. Оны компьютерде немесе телефонда орындауға болады, ал нәтижені журналға рәсімдеу — мұғалімнің талабы бойынша.
Қорытындыны қалай жазу керек?
Серпімділік күші ұзаруға қалай тәуелді екенін, қандай график шыққанын, қатаңдықтың қандай мәнін тапқаныңызды және деформацияның серпімді болған-болмағанын жазыңыз.
Неліктен нүктелер түзудің бойына дәл түспейді?
Сызғыштың қателігі бар, серіппе сәл тербелуі мүмкін, ал көрсеткішті штрихтың дәл тұсынан көру қиын. Түзуді нүктелер оның екі жағында шамамен тең жататындай етіп жүргізеді.

7 сынып физика барлық зертханалық жұмыстары