I. Градуировка пружины и определение её жёсткости
1. Отметить с помощью указателя (3) (рис. 3,а) на шкале (4) положение равновесия кольца 
, подвешенного на пружине.
2. Поместить на площадку, расположенную в середине кольца, груз массой 
(1г). Отметить с помощью указателя (3) (рис. 3,в) на шкале (4) новое положение равновесия кольца с грузом 
. Под действием груза пружина растянется на величину (
). При этом сила упругости по закону Гука
.
Эта сила обусловлена силой тяжести, т.е.
, (11)
где 
- жёсткость пружины.
Из (11) следует:
. (12)
3. Вычислить жёсткость пружины по формуле (12).
4. Повторить опыты п.п. 2,3 для других масс (не менее пяти).
5. Найти среднее значение коэффициента жёсткости 
.
6. Результаты занести в таблицу 1.
7. Построить график зависимости 
.
8. По тангенсу угла наклона найти жёсткость пружины и сравнить её с , полученной в п.5.
9. Рассчитать относительную (
) и абсолютную (
) погрешности в определении жёсткости по формулам:
; (8)
,
где 
и 
брать как погрешность прибора.
Таблица 1
| № | 
| 
|
|
|
|
|
|
| кг | м | м | Н/м | Н/м | % | Н/м | |
II. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости
1. Поставить чашку с водой на подъемный столик и, осторожно поднимая его, подвести поверхность воды к висящему на пружине кольцу до полного его сцепления с водой (рис.3,б).
2. Медленно опуская столик вниз определить с помощью указателя 3 на шкале 4 координату 
, соответствующую отрыву кольца от воды.
3. Результат занести в таблицу 2.
4. Задания пунктов 1 и 2 повторить 5-7 раз и определить среднее значение 
.
5. Значение положения равновесия взять из таблицы 1.
6. По формуле (10) определить коэффициент поверхностного натяжения 
, полагая, что 
, а 
. Среднее значение 
взять из таблицы 1. Диаметр кольца записан на установке.
7. Вычислить относительную и абсолютную погрешности определения коэффициента поверхностного натяжения по формулам:
;
,
где 
и взять из таблицы 1, а 
и 
определить как погрешности приборов.
Таблица 2
| № |
| 
| 
|
| 
| 
|
| м | м | м | Н/м | % | Н/м | |
III. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости с некоторыми добавками
1. По заданию преподавателя добавить в воду немного мыльного раствора.
2. Повторить пункты 1-6 предыдущего задания.
3. Сравнить результаты.
Контрольные вопросы
1. Каковы особенности строения жидкости?
2. Что называется радиусом молекулярного действия?
3. Что называется коэффициентом поверхностного натяжения? В каких единицах он измеряется?
4. От чего зависит коэффициент поверхностного натяжения?
5. Какую форму стремится принять жидкость в отсутствии внешних сил? Почему?
6. Почему молекулы поверхностного слоя обладают большей потенциальной энергией, чем молекулы внутри жидкости?
7. Выведите формулу погрешности при определении коэффициента жесткости пружины.
8. Выведите формулу для вычисления погрешности при определении коэффициента поверхностного натяжения.
Литература
1. Савельев И.В. Курс общей физики,-т.1.-М.: Наука, 2006.
2. Трофимова Т.И. Курс физики, - М.: Высш. шк., 2004.
3. Валишев М.Г., Повзнер А.А. Курс общей физики – Лань, 2009.
Техника безопасности
1. К работе с установкой допускаются лица, ознакомленные с её устройством и принципом действия.
2. Для предотвращения опрокидывания установки необходимо располагать её только на горизонтальной поверхности.
Составители: С.И. Егорова, И.Н. Егоров, В.С. Кунаков Г.Ф. Лемешко