Решение: Работа силы упругости блока
Используя штатив с муфтой, подвижный блок, нить, 3 груза и динамометр, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы упругости при подъёме трёх грузов с использованием подвижного блока. Определите работу, совершаемую силой упругости при подъёме 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
5 шаговЗакрепляют штатив, устанавливают на нём неподвижную точку подвеса нити и пропускают нить вокруг подвижного блока. К подвижному блоку подвешивают три груза, а свободный конец нити соединяют с динамометром. На рисунке должны быть показаны штатив, нить, подвижный блок, три груза и динамометр.
При подъёме подвижного блока на высоту $h = 10\ \text{см}$ свободный конец нити, к которому приложена сила упругости, перемещается в два раза дальше:
$$s = 2h = 2 \cdot 10\ \text{см} = 20\ \text{см}$$По показанию динамометра для трёх грузов принимают результат прямого измерения силы упругости:
$$F = (1{,}5 \pm 0{,}1)\ \text{Н}$$Результат прямого измерения пути с учётом заданной абсолютной погрешности:
$$s = (20{,}0 \pm 0{,}2)\ \text{см} = (0{,}200 \pm 0{,}002)\ \text{м}$$Работа силы упругости равна произведению силы на перемещение точки её приложения:
$$A = Fs = 1{,}5 \cdot 0{,}20 = 0{,}30\ \text{Дж}$$Сила упругости $F = (1{,}5 \pm 0{,}1)\ \text{Н}$, путь точки приложения силы $s = (20{,}0 \pm 0{,}2)\ \text{см}$, работа силы упругости $A = 0{,}30\ \text{Дж}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Вычисляют работу по высоте подъёма грузов $10\ \text{см}$ вместо перемещения свободного конца нити $20\ \text{см}$.
Не указывают абсолютные погрешности прямых измерений.
Используют массу или вес грузов вместо показания динамометра.
Не изображают на схеме подвижный блок и динамометр.