Νόμοσ του Hook

Γουρηισ τάκθσ – Φυςικόσυνεργάτθσ ΕΚΦΕ Λευκάδοσ 2008 – 2011Εργαςτιριο Φυςικϊν Επιςτθμϊν 2ου Λυκείου Λευκάδοσ

( Εργαςτθριακόσ οδθγόσ Φυςικισ Βϋ Γυμναςίου– ςελ. 32 )

( Εργαςτθριακόσ οδθγόσ Φυςικισ Βϋ Γυμναςίου– ςελ. 32 )

το εργαςτιριό μασ κα καταςκευάςουμε μια διάταξθ, που κα μασ βοθκιςει να μελετιςουμε τθν ςυμπεριφορά ενόσ ελατθρίου με τθν ακρίβεια του Multilog…

Βάςθ ςτιριξθσ

φιγκτιρασ

Μεγάλθ ράβδοσ

Μικρι ράβδοσ

φνδεςμοσ Άγκιςτρο

Βάςθ ςτιριξθσ για τον νόμο του Hook

Ράβδοι για τον νόμο του Hook

Χάρακασ 1 m

Τποδεκάμετρο

φιγκτιρασ

Αςφαλίηουμε καλά τισ βάςεισ ςτιριξθσ, και λόγω του βάρουσ που κα αναρτιςουμε και λόγω πρόλθψθσ τθσ απροςεξίασ κάποιων …

Ευκυγραμμίηουμε το άγκιςτρο με τθν αρχι του χάρακα, για να μασ διευκολφνει μελλοντικά ςτισ μετριςεισ μασ …

Θα χρθςιμοποιιςουμε τον αιςκθτιρα τθσ δφναμθσ του Multilog, αναρτθμζνο ςτο κάτω μζροσ του μπλε ελατθρίου, που βρίςκεται ςτο ςετ με τα ελατιρια τθσ Μθχανικισ…

… ακόμα κα χρειαςτοφμε τισ μικρζσ μάηεσ των 50, 100, 150 και 200 g …

υνδζουμε τον αιςκθτιρα, πριν ανοίξουμε το Multilog …

Από το κουμπί “Sensors” πατάμε μζχρι να εμφανιςτεί το “Force”και ςτο “Range” βλζπουμε «0 – 20 » Ν …

Ανοίγουμε το πρόγραμμα Multilab …

Ρυκμίηουμε τον αιςκθτιρα τθσ δφναμθσ …

… και τισ μετριςεισ που κα πάρουμε …

Από το μενοφ «Βακμονόμθςθ αιςκθτιρων» ρυκμίηουμε ςε «Δφναμθ , Ζλξθ», επειδι εξ’ οριςμοφ είναι ςτο «Δφναμθ , Ώκθςθ» …

Θα κεωριςουμε ςαν ςθμείο μθδζν τα 29 cm του ξφλινου χάρακα, που «βλζπουμε» με τθν βοικεια του υποδεκάμετρου, από το κάτω μζροσ του αιςκθτιρα τθσ δφναμθσ …

… πατάμε το “Samples” για να ξεκινιςουμε τισ επόμενεσ μετριςεισ…

Πατάμε το κουμπί τθσ ζναρξθσ και …

Η πρϊτθ ζνδειξθ είναι ο αιςκθτιρασ χωρίσ καμία μάηα αναρτθμζνθ … …

Βάηουμε πρϊτα τθν μάηα των 50 g και πατάμε το “Samples” για να μετριςει το Multilog …

… ενϊ μετράμε και με το υποδεκάμετρο τθν ζνδειξθ ςτο χάρακα, εδϊ είναι ςτα 33 cm …

Εδϊ κα ςχολιάςουμε λίγο τθν μζτρθςθ του Multilog …

Η μάηα των 50 g ζχει βάροσ Β = m . g , όπου g περίπου ίςο με 10 m / s2 ,άρα το Β κα πρζπει να είναι περίπου Β = 0,05 Χ 10 = 0,5 Ν και όχι περίπου 1 Ν, όπωσ φαίνεται εδϊ …

Επειδι ςτθ ςυνζχεια των μετριςεων αυξάνουμε τθν μάηα πάντα κατά 50 g κάκε φορά και το Multilogμετρά πάντα X 2, κεωροφμε ότι αυτό δεν κα επθρεάςει τθν αναλογία των υπολογιςμϊν μασ, ι με άλλα λόγια τθν γραμμικότθτα των αποτελεςμάτων, όπωσ κα δείξουμε παρακάτω …

Παρατθροφμε ότι μετρά το διπλάςιο βάροσ από αυτό που κανονικά περιμζναμε …

Σϊρα βάηουμε δφο μάηεσ των 50 g, πατάμε πάλι το “Samples” για να μετριςει το Multilog …

… ενϊ μετράμε και με το υποδεκάμετρο τθν ζνδειξθ ςτο χάρακα, εδϊ είναι ςτα 37 cm …

Η διαφορά ςτα + 50 g είναι ςχεδόν 1 Ν …

Σϊρα βάηουμε μάηεσ των 150 g, πατάμε πάλι το “Samples” και …

… μετράμε και με το υποδεκάμετρο τθν ζνδειξθ ςτο χάρακα, και εδϊ είναι ςτα 41 cm …

Όταν βάηουμε μάηεσ των 200 g, και πατάμε το “Samples” ζχουμε τα παρακάτω αποτελζςματα …

… μετράμε με το υποδεκάμετρο τθν ζνδειξθ ςτο χάρακα, και εδϊ είναι ςτα 45 cm …

τισ μάηεσ των 250 g, μετά το “Samples” ζχουμε τα εξισ …

… μετράμε με το υποδεκάμετρο τθν ζνδειξθ ςτο χάρακα, και εδϊ είναι ςτα 49 cm …

τισ μάηεσ των 300 g, μετά το “Samples” ζχουμε τα εξισ …

… μετράμε με το υποδεκάμετρο τθν ζνδειξθ ςτο χάρακα, και εδϊ είναι ςτα 53 cm …

τισ μάηεσ των 350 g, μετά το “Samples” ζχουμε τα παρακάτω αποτελζςματα …

… μετράμε με το υποδεκάμετρο τθν ζνδειξθ ςτο χάρακα, και εδϊ είναι ςτα 58 cm …

τα 400 g, μετά το “Samples” ζχουμε τα παρακάτω αποτελζςματα …

… μετράμε με το υποδεκάμετρο τθν ζνδειξθ ςτο χάρακα, και εδϊ είναι ςτα 62 cm …

Σζλοσ, ςτα 450 g, μετά το “Samples” κα πάρουμε τα παρακάτω αποτελζςματα …

… μετράμε με το υποδεκάμετρο τθν ζνδειξθ ςτο χάρακα, και εδϊ είναι ςτα 66 cm …

Σο Multilab μασ δείχνει με τθ γραφικι παράςταςθ, ότι θ δφναμθ αυξάνεται γραμμικά, προφανϊσ ανάλογα και με τθν απόςταςθ, αλλά αυτό είναι μόνο μια ζνδειξθ γιατί δεν ζχουμε ςτον κάτω άξονα τθν απόςταςθ ςα μζγεκοσ …

Μάζα Βάροσ - Δφναμη Επιμθκυνςη Δχ

Γραμμάρια Newton Μέτρα Χ 10-2 Μέτρα Χ 10-2

0 0,048 29 0

50 1,095 33 4

100 2,143 37 8

150 3,190 41 12

200 4,238 45 16

250 5,333 49 20

300 6,333 53 24

350 7,524 58 29

400 8,524 62 33

450 9,619 66 37

Βάροσ - Δφναμθ Μάηα

( Newton ) ( Γραμμάρια )

0,048

1,095

2,143

3,190

4,238

5,333

6,333

7,524

8,524

9,619

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

0 100 200 300 400 500

Επιμικυνςθ Μάηα

( Μζτρα Χ 10-2 ) ( Γραμμάρια )

29

33

37

41

45

49

53

58

62

66

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400 500

Δχ Μάηα

Μζτρα Χ 10-2 Γραμμάρια

0

4

8

12

16

20

24

29

33

37

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 100 200 300 400 500

ΔχΒάροσ -Δφναμθ

Μζτρα Χ 10-2 Newton

0,048

1,095

2,143

3,190

4,238

5,333

6,333

7,524

8,524

9,619

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0,000 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000

0,0480,29

1,0950,33

2,1430,37

3,1900,41

4,2380,45

5,3330,49

6,3330,53

7,5240,58

8,5240,62

9,6190,66

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,000 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000

μέτ

ρα

-m

Σο Excel μασ βοθκά να δοφμε τα δφο μεγζκθ ςε ςυνάρτθςθ …

Newton - N

... τζλοσ του πειράματοσ του νόμου του Hook …