Домашнее задание, страница 89 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

Домашнее задание

Используя подходящую пружину или резиновый жгут, самостоятельно изготовьте динамометр. Градуировку шкалы можно провести в классе. В дальнейшем вы сможете использовать свой динамометр в быту для измерений, не требующих высокой точности.

Для самостоятельного изготовления динамометра и его последующей градуировки необходимо выполнить следующие шаги.

Необходимые материалы и инструменты:

• Упругий элемент: пружина (например, от автоматической ручки для малых сил или более жесткая из хозяйственного магазина) или резиновый жгут.

• Основание (корпус): деревянная дощечка, пластиковая линейка или полоска плотного картона.

• Шкала: полоска бумаги, которую можно наклеить на основание.

• Указатель и крючок: можно изготовить из канцелярских скрепок.

• Инструменты: клей или скотч, маркер, ножницы, возможно, плоскогубцы.

• Эталонные грузы: набор лабораторных гирек (например, по 100 г) или предметы с известной массой (например, 100-граммовая плитка шоколада). Можно также использовать медицинский шприц для отмеривания воды (масса 100 мл воды равна 100 г).

Инструкция по сборке динамометра:

1. Закрепите пружину (или резиновый жгут) у верхнего края основания. Это можно сделать с помощью клея, скотча или небольшого шурупа.

2. Из одной скрепки сделайте крючок для подвешивания грузов и прикрепите его к нижнему концу пружины.

3. Из второй скрепки или кусочка проволоки сделайте указатель (стрелку). Закрепите его у нижнего конца пружины так, чтобы он был направлен на основание.

4. На основание, вдоль траектории движения указателя, наклейте бумажную полоску для будущей шкалы.

5. Отметьте на шкале начальное положение указателя, когда на крючке нет груза. Эта отметка будет соответствовать нулю. Подпишите ее «0».

Градуировка шкалы:

Градуировка — это нанесение на шкалу делений, соответствующих определенному значению силы. Прибор будет измерять силу тяжести (вес), действующую на груз. Вес $P$ вычисляется по формуле:

$P = m \cdot g$

где $m$ — масса груза, а $g$ — ускорение свободного падения. Примем $g \approx 9.8 \, \text{Н/кг}$. Для упрощения можно использовать значение $g \approx 10 \, \text{Н/кг}$.

Процесс градуировки:

1. Возьмите груз известной массы, например, $m = 100 \, \text{г} = 0.1 \, \text{кг}$.

2. Рассчитайте его вес: $P = 0.1 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{Н/кг} = 0.98 \, \text{Н}$. Для упрощенной шкалы можно округлить это значение до $1 \, \text{Н}$.

3. Подвесьте груз на крючок динамометра. Пружина растянется. Дождитесь прекращения колебаний и отметьте новое положение указателя на шкале. Подпишите эту отметку «0.98 Н» (или «1 Н»).

4. Подвесьте второй такой же груз (общая масса $200 \, \text{г} = 0.2 \, \text{кг}$). Рассчитайте новый вес ($P = 0.2 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{Н/кг} = 1.96 \, \text{Н}$) и отметьте положение указателя. Подпишите отметку «1.96 Н» (или «2 Н»).

5. Повторите процедуру еще несколько раз, добавляя грузы. Важно не превысить предел упругости пружины, чтобы она не деформировалась необратимо.

6. После нанесения основных делений можно разделить промежутки между ними на более мелкие части для увеличения точности. Например, отрезок от 0 до 0.98 Н можно разделить на 10 равных частей, цена деления тогда будет примерно 0.1 Н.

Ответ:

В результате выполнения описанных действий будет создан самодельный пружинный динамометр. Его работа основана на законе Гука, согласно которому удлинение пружины прямо пропорционально приложенной силе. Процесс градуировки с использованием эталонных грузов позволяет нанести на шкалу прибора деления в ньютонах. Полученный динамометр можно применять для бытовых измерений веса предметов или других сил, не требующих высокой точности.