Решение: Работа силы упругости
Используя штатив с держателем, неподвижный блок, нить, два груза и динамометр, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы упругости при равномерном подъёме грузов с использованием неподвижного блока. Определите работу, совершаемую силой упругости при подъёме двух соединённых вместе грузов на высоту 10 см. Абсолютная погрешность измерения силы равна $\pm 0{,}1\ \text{Н}$, абсолютная погрешность измерения расстояния равна $\pm 0{,}2\ \text{см}$.
Решение по шагам
6 шаговЗакрепляют неподвижный блок на штативе. Через блок перекидывают нить: к одному концу прикрепляют два соединённых груза, а к другому — динамометр. Грузы поднимают вертикально вверх равномерно, удерживая динамометр за свободный конец нити.
При равномерном подъёме показание динамометра соответствует силе упругости, действующей на грузы. На рисунке должны быть показаны штатив с держателем, неподвижный блок, нить, динамометр и два соединённых груза.
Работа силы упругости при подъёме груза вычисляется по формуле:
$$A=Fs$$Высота подъёма равна $10\ \text{см}=0{,}100\ \text{м}$. Результаты прямых измерений записывают в виде $F=(F_\text{изм}\pm0{,}1)\ \text{Н}$ и $s=(0{,}100\pm0{,}002)\ \text{м}$.
Подставляя измеренное динамометром значение силы, получают работу:
$$A=F_\text{изм}\cdot0{,}100\ \text{Дж}$$Если требуется указать оценку погрешности результата, используют выражение $\Delta A\approx s\Delta F+F\Delta s=0{,}100\cdot0{,}1+F_\text{изм}\cdot0{,}002\ \text{Дж}$.
При показании динамометра $F_\text{изм}$ работа силы упругости равна $A=0{,}100F_\text{изм}\ \text{Дж}$; численное значение подставляют по результату измерения.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не указывают, что грузы поднимаются равномерно.
Используют высоту подъёма в сантиметрах без перевода в метры.
Путают показание динамометра с массой груза.
Не учитывают абсолютные погрешности измерений.
Изображают подвижный блок вместо неподвижного.