弯曲测量棒实验室:胡克定律的答案

目的

本实验的目的是确定米尺自由端垂直下陷与所附重量棒的关系。

理论

胡克定律表明，当弹性材料变形时，会产生恢复力，试图将材料恢复到初始状态。变形越大，阻力就越大。因此，如果有更多的扭曲力，就会有更大数量的扭曲发生。

过程

一根米尺水平夹住，有80厘米伸出实验台。测量了米尺的自由端到地板的高度。然后，一个200克的质量被附加到米尺的自由端。测量了从地板自由端开始的垂直高度。在此之后，确定了垂直凹陷。最后，200克的量被不断地添加到米尺的自由端，直到总数达到1000克。

观察

当重量增加到米尺的自由端时，米尺弯得越远。

数据

记录的数据与米尺末端的质量(克)和垂直高度(厘米)有关。相关数据见报告后面的表1。

表1

“体重”,W (g)	垂直高度，h (cm)
	94
200	91.5
400	89
600	86.5
800	84
1000	81.5
1200	79

表2

“体重”,W (g)	垂直高度，h (cm)	垂直深度，VD (cm)
	94
200	91.5	2．5
400	89	5
600	86.5	7．5
800	84	10
1000	81.5	12.5
1200	79	15

分析

• 表1中的数据允许计算垂直落差。
• 这是通过从原来的垂直高度减去每个新重量相加后的垂直高度来实现的。
• 这些数据将在上面的表2中看到
• 图1中的数据呈线性。垂直落差与重量成正比。
• 描述这个关系的比例表述是VD与W成比例
• 因此V =千瓦
• 为了求出方程中的k必须求出斜率(y2-y1)/(x2-x1)

讨论

这个实验室进行得相当顺利，几乎没有什么问题。很容易找到垂直凹陷与重量之间的比例关系。在做这个实验时，发现的数字通常很简单。大多数数字要么是整数，要么是小数点。5。该实验室也很简单，因为它很容易显示一个线性方程一旦完成。这个实验室的一个复杂之处在于，它是在没有设备的情况下完成的，因此需要很好的准确性。很难找到垂直高度超过十分之一厘米的地方。任何比这更远的都是纯粹的猜测。另一个可能发生的复杂情况是砝码放在米尺上的位置。如果把重物挂在靠近桌子的地方，那么重物就会完全不同。

结论

总而言之，垂直凹陷与重量成正比，或VD与w成正比，常数为0.0125 g/cm。方程为VD=(0.0125)W。