Теория метода и описание установки

Лабораторная установка представляет собой стойку с кронштейном, к которому подвешены две пружины различной жесткости (рис. 4.1). К нижним концам пружин прикреплены подвески для помещения на них грузов. Удлинение пружин можно измерять по линейкам, вертикально закрепленным на поворачивающемся кронштейне. На рис. 4.1 показаны три состояния одной из пружин.

Первые два состояния – это состояния равновесия, т. е. ускорение тела равно нулю. В первом состоянии подвеска пустая, и длина пружины с подвеской равна l₀. Во втором состоянии пружина удлинилась под действием положенного на подвеску груза массой т на величину Dl, и её длина с подвеской стала равна l. В третьем состоянии удлинение пружины с грузом больше равновесного удлинения Dl на величину х, которую называют смещением от положения равновесия. В этом состоянии ускорение тела не равно нулю. Также на рисунке показана ось координат Ох, направленная вертикально вниз. За х = 0 принято положение равновесия.

На тело, подвешенное на пружине, действуют сила упругости и сила тяжести (см. рис. 4.1), которые сообщают телу ускорение в соответствии со вторым законом Ньютона

.

(4.1)

Используя этот закон, можно определить коэффициент упругости пружины двумя способами.