Решение
Республиканская олимпиада 2014 9 класс № Э1Часть 1. Закон Гука.
Результаты измерений зависимости длины первой (
Таблица 1.
| 1 | 135 | 136 | 98 |
| 2 | 145 | 140,5 | 99 |
| 3 | 155 | 145,5 | 101,5 |
| 4 | 165 | 150,5 | 104,5 |
| 5 | 176 | 156 | 108 |
| 6 | 186 | 161 | 111,5 |
| 7 | 196 | 166 | 115 |
| 8 | 206 | 171 | 118 |
| 9 | 216 | 176 | 121,5 |
| 10 | 226 | 180,5 | 125 |
| 9 | 216 | 176 | |
| 8 | 206 | 171 | |
| 7 | 196 | 166 | |
| 6 | 186 | 161 | |
| 5 | 176 | 156 | |
| 4 | 165,5 | 151 | |
| 3 | 155,5 | 146 | |
| 2 | 145,5 | 140,5 | |
| 1 | 135,5 | 136 | |
| 10,12 | 5,02 | 3,14 | |
Предпочтительнее строить зависимость удлинения от числа подвешенных грузов, потому, что именно в этом случае строго выполняются условия применимости метода наименьших квадратов.
Эта линейная зависимость описывается формулой
По коэффициенту наклона этой зависимости следует найти коэффициент упругости в законе Гука
Учитывая, что приложенной силой является сила тяжести1
1 [^1]
Результаты расчетов этих коэффициентов приведены в последних строках таблицы 1.
Ниже приведены графики полученных зависимостей.
Выводы:
- Так как полученные зависимости линейны, то закон Гука выполняется.
- В пределах погрешности выполняется соотношение
, что соответствует теоретическим выводам.
Часть 3. «Перпендикулярное соединение»
Результаты измерений вертикального смещения
Таблица 2.
Выводы.
Полученная зависимость нелинейная, причем при увеличении числа грузов изменение смещения уменьшается (жесткость возрастает).
Можно предложить различные варианты формул, описывающих полученные данные, например квадратичную, с отрицательным коэффициентом при квадрате: Так кривая проходит через начало координат, то квадратичную зависимость можно записать в виде:
На рисунке (отмечены ромбами) проведена такая зависимость.
Примечания
- 1. масса одного груза 50 г, поэтому сила тяжести одного груза 0,5 Н ↩