Номер 440, страница 110 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Для экспериментального определения работы средней силы упругости пружины необходимо воспользоваться законом сохранения энергии. Работа, совершаемая силой упругости пружины ($A_{упр}$), полностью расходуется на преодоление силы трения ($A_{тр}$) до полной остановки игрушки. Таким образом, $A_{упр} = A_{тр}$. Работу силы трения можно найти как произведение средней силы трения на пройденный путь: $A_{тр} = F_{ср.тр} \cdot s$.

Следовательно, задача сводится к измерению средней силы трения, действующей на игрушку, и пути, который она проходит до остановки.

Дано:

Механическая заводная игрушка

Мерная лента

Динамометр

Нить

Для примера возьмем следующие гипотетические измерения:

Путь, пройденный игрушкой, $s_{изм} = 150$ см

Средняя сила трения, $F_{ср.тр} = 0.2$ Н

Перевод в систему СИ:

$s = 150 \text{ см} = 1.5 \text{ м}$

Найти:

Работу средней силы упругости пружины $\text{A}$.

Решение:

Порядок выполнения эксперимента:

1. Полностью заводим пружину механической игрушки.

2. Устанавливаем игрушку на ровную горизонтальную поверхность и отпускаем ее. Даем ей проехать весь путь до полной остановки.

3. С помощью мерной ленты измеряем расстояние $\text{s}$, которое прошла игрушка от старта до точки полной остановки.

4. Теперь необходимо измерить среднюю силу трения. Для этого привязываем к игрушке нить, а к другому концу нити прикрепляем динамометр. Равномерно, без ускорения, тянем игрушку по той же поверхности с помощью динамометра. Показание динамометра при равномерном движении будет равно средней силе трения $F_{ср.тр}$.

5. Работа силы упругости пружины равна работе, совершенной против сил трения. Вычисляем эту работу по формуле:

$A = F_{ср.тр} \cdot s$

Подставим наши гипотетические значения для примера:

$A = 0.2 \text{ Н} \cdot 1.5 \text{ м} = 0.3 \text{ Дж}$

Ответ: Работа средней силы упругости пружины равна $A = F_{ср.тр} \cdot s$. В приведенном примере $A = 0.3$ Дж.