Завдання для творчості. Утримуючи невелику кульку на довгій міцній нитці, прив яжіть до нитки гумовий шнур. Потягніть

Для решения данной задачи, сперва рассмотрим процесс определения жесткости шнура при помощи эксперимента.

1. Утверждение: Жесткость шнура можно определить по его удлинению при приложении силы.

Обоснование: В соответствии с законом Гука, удлинение пружины (или шнура) пропорционально прикладываемой к нему силе. Таким образом, измеряя увеличение длины шнура при приложении определенной силы, можно вычислить его жесткость.

2. Проведение эксперимента:

a. Завяжите гумовый шнур к нити, удерживая на конце нити маленький шарик. Обратите внимание, что шнур должен быть достаточно длинным и прочным, чтобы выдержать приложенные силы.

b. Тяните шнур вниз, удерживая шарик, и измерьте удлинение шнура при помощи линейки или мерной ленты. Запишите этот результат.

c. Отпустите шарик и замерьте высоту подъема шарика. Эту величину также следует записать.

3. Расчет результатов:

a. Жесткость шнура вычисляется по формуле:

\[k = \frac{F}{x},\]

где \(k\) - жесткость шнура, \(F\) - сила, приводящая к удлинению шнура, \(x\) - удлинение шнура.

b. Для определения силы, приводящей к удлинению шнура, можно использовать закон Гука:

\[F = k \cdot x,\]

где \(k\) - жесткость шнура, \(F\) - сила, \(x\) - удлинение шнура.

c. Теоретически вычислите величину силы \(F\), приложенной к шнуру, используя полученные измерения удлинения:

\[F = k \cdot x.\]

d. Полученную силу \(F\) можно использовать для теоретического расчета высоты подъема шарика. Учитывайте, что работа, выполненная силой \(F\), равна изменению потенциальной энергии шарика следующим образом:

\[F \cdot h = m \cdot g \cdot h,\]

где \(F\) - сила, \(h\) - высота подъема шарика, \(m\) - масса шарика, \(g\) - ускорение свободного падения.

4. Сравнение результатов:

a. Сравните полученное экспериментально удлинение шнура с рассчитанным теоретически.

b. Сравните экспериментально измеренную высоту подъема шарика с теоретически рассчитанной.

c. Определите, насколько совпадают результаты эксперимента с результатами, полученными из расчетов.

d. Объясните любые отклонения между результатами эксперимента и теоретическими расчетами, если они есть.

В итоге сделаем выводы о соответствии результатов эксперимента и теоретических расчетов, и ответим на поставленный вопрос о сравнении результатов. Также предоставим объяснение, если будут обнаружены отличия между экспериментальными и теоретическими данными.