Νόμοσ του Hook
Γουρηισ τάκθσ – Φυςικόσ υνεργάτθσ ΕΚΦΕ Λευκάδοσ 2008 – 2011 Εργαςτιριο 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…
Μικρι ράβδοσ φιγκτιρασ Βάςθ ςτιριξθσ
φνδεςμοσ
Μεγάλθ ράβδοσ
Άγκιςτρο
Χάρακασ 1 m
Ράβδοι για τον νόμο του Hook Βάςθ ςτιριξθσ για τον νόμο του Hook
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 κουμπί τθσ ζναρξθσ και …
Η πρϊτθ ζνδειξθ είναι ο αιςκθτιρασ χωρίσ καμία μάηα αναρτθμζνθ … …
… πατάμε το “Samples” για να ξεκινιςουμε τισ επόμενεσ μετριςεισ…
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 …
Παρατθροφμε ότι μετρά το διπλάςιο βάροσ από αυτό που κανονικά περιμζναμε …
Επειδι ςτθ ςυνζχεια των μετριςεων αυξάνουμε τθν μάηα πάντα κατά 50 g κάκε φορά και το Multilog μετρά 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 …
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
Επιμικυνςθ
Μάηα
( Newton )
( Γραμμάρια )
( Μζτρα Χ 10-2 )
( Γραμμάρια )
12,000
70
66 62 60
10,000
58
9,619 53 8,524
50
49
8,000 7,524
45
6,000
41
40
6,333
37 33
5,333 30
29
4,238
4,000 3,190
20
2,143
2,000
10
1,095 0,048
0,000
0
100
200
300
400
500
0 0
100
200
300
400
500
Δχ
Μάηα
Δχ
Βάροσ Δφναμθ
Μζτρα Χ 10-2
Γραμμάρια
Μζτρα Χ 10-2
Newton
40
40
9,619
37 35
35
8,524
33 30
30
7,524
29
25
25
24
20
20
6,333
20
5,333
16
15
4,238
15 12
3,190
10
10 8
5
2,143 5
4
0
0 0
100
200
300
400
500
0
1,095 0,048
0,000
-5 -5
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
μέτρα - m
0,70
9,619 0,66
0,60
8,524 0,62 7,524 0,58 6,333 0,53
0,50 5,333 0,49 4,238 0,45
0,40
3,190 0,41 2,143 0,37
0,30
1,095 0,33
0,048 0,29 0,20
0,10
Newton - N 0,00 0,000
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
Σο Excel μασ βοθκά να δοφμε τα δφο μεγζκθ ςε ςυνάρτθςθ …
... τζλοσ του πειράματοσ του νόμου του Hook …