1
    Deformarea
    Legea lui Hooke
    Forta elastica
     Constanta elastica
    Masa
   

    Etape
    Interpretarea datelor
    Reprezentare grafica


1.VERIFICAREA EXPERIMENTALA A LEGII LUI HOOKE

2. DETRMINAREA CONSTANTEI ELASTICE A UNUI RESORT



CONSIDERATII TEORETICE

a.Se numeste deformare a unui corp,procesul de modificare a dimensiunilor corpului sub actiunea unor forte din exterior.

Forta care deformeaza corpul se numeste forta deformatoare.

Deformarile pot fi  

Consideram un corp elastic (coarda elastica,furtun de cauciuc) de lungime initiala l  si arie a sectiunii transversale  .Acest corp este deformat de forta F  si astfel el s-a alungit cu   (l lungime finala,  -marimea deformatiei si se numeste alungire absoluta.  ; .


b.Legea lui Hooke    

                                  Robert Hooke
 Robert Hooke (n.18 iulie 1635 - d.3 martie 1703) a fost astronom şi fizician englez; a formulat legea de proporţionalitate între deformaţiile elastice ale unui corp şi tensiunile la care este supus,cunoscută ca "Legea lui Hooke".
Robert Hooke s-a născut pe insula Whight şi a studiat la "Universitatea din Oxford", unde a fost asistentul fizicianului englez Robert Boyle.
Din anul 1662 a fost numit supraveghetor al experimentelor "Societăţii Regale". A fost ales membru al "Societăţii Regale" în 1663 şi a fost numit profesor de geometrie al "Universităţii din Oxford" în 1665.
A fost primul care a folosit balanţa cu arc pentru reglarea ceasurilor şi observând similarităţile dintre mişcarea unei sfori vibrând şi balansarea unei pendule, a inventat pendula cu arc, ceea ce a condus la o mai mare precizie a ceasurilor. Intuieşte şi formulează într-o comunicare la Royal Society din Londra primele idei privind telegrafia vizuală.
Din anul 1666 a fost numit inspector al Londrei şi a făcut design-ul mai multor clădiri, inclusiv al Casei Montague şi al Spitalului Bethlehem..
Hooke a anticipat unele din cele mai importante descoperiri şi invenţii ale acelor timpuri. A inventat şi perfecţionat mai multe instrumente de observare şi măsurare (telescoape, termometre, microscoape). Cu telescopul Gregorian, Hooke a observat pentru prima oara celulele vegetale.
A formulat teoria cu privire la mişcarea planetelor ca o problemă din mecanică şi independent de fizicianul britanic Newton a emis ipoteza gravitaţiei.
Cu toate ca a avut mai multe invenţii şi descoperiri, Hooke va rămane cel mai bine cunoscut pentru descoperirea şi formularea matematică a legii elasticităţii.





Experimentul Hooke a constantat ca marimea deformatiei unui corp elastic varieaza:

-direct proportional cu lungimea initiala ( );
-direct proportional cu forta deformatoare;
-invers proportional cu aria sectiunii transversale;
-cu natura materialului corpului.

Expresia legii  lui Hooke:
E este o constanta c depinde de natura materialului din care este confectionat corpul si se numeste modul de elasticitate longitudinal sau modulul lui Young.
 

 

 ε alungire absoluta         ε-epsilon

 ơ efort unitar
  ơ

ε = ơ

ơ=E· ε   o alta expresie a legii lui Hooke

Expresia legii deformatoare:
    
    
  se numeste constanta elastica


F(N)

0    x(m)

ENUNTUL LEGII:
Alungirea relativa a unui corp varieaza direct proportional cu efortul unitar.


c. Forta elastica este o forta ce ia nastere in corpul elastic(conform principiului al III-lea) se opune cresyerii deformatiei fiind direct proportionala cu marimea deformatiei.

d.Masa este o marime fizica scalara fundamentala in SI masoara inertia unui corp.
 

Greutatea este forta cu care orice corp este atras de Pamant.
G=m•g
-are directia razei Pamantului,sensul spre centrul Pamantului,iar modulul G=m•g, g=9,81 m/s2 la suprafata Pamantului.
 

    m

    G
Reactiunea planului(N)

N este forta cu care planul actioneazza asupra corpului si se numeste reactiune sau normala la plan.
Greutatea si normala sunt exemple de actiune si reactiune.

Tensiunea in fir(T) este o forta ce se exercita in anumite fire ce fac legatura intre corpuri.Aceasta forta are directia firului ,iar sensul de la punctul de legatura spre mijlocul firului.
        
2.VERIFICAREA EXPERIMENTALA A LEGII LUI HOOKE

ETAPELE LUCRARII

1. DISPOZITIVUL EXPERIMENTAL
   
    Verificarea experimentala a legii lui Hooke

2.MATERIALE NECESARE

    Plan drept (masa);
    Resort;
    Rigla pentru a masura  ;
    Carlig;
    Trei corpuri din metal de mase diferite;
    Cantar pentru a cantari greutatea celor trei corpuri;
    Doua fire elastice;



3.MODUL DE LUCRU
-Etapele urmate in timpul masuratorilor,culegerea datelor experimentale,notarea acestora in tabel si reprezentarea grafica;

a.etape

o    Se monteaza dispozitivul experiental;                           
o    Se aseaza pe carlig firul elastic;
o    Se masoara lungimea initiala a firului;
o    Se aseaza pe celalalt capat al firului,treptat,cele trei corpuri;
o    Se calculeaza lungimea finala a firului;
o    Se trec in tabel datele si se calculeza G, ,  ;
o    se pune apoi firul elastic in doua si se repeta etapele de mai sus.


b.interpretarea datelor

1.Fir elastic ( )
Nr det.        m
   (g)       l
 (cm)        G
  (N)       
 (cm)         
 (N/m)      
(N/m)       
 (N/m)    
(N/m)
  1     80      47    0,8       4      0,2    
  0,21     -0,34    
  -1,29
  2     193,5      65    1,935      22      0,08         -0,46    
  3     80,91      48    0,809       5      0,16         -0,38    
  4     43,9      44    0,439       1      0,43         -0,11    

Calcularea greutatii: G=m·g
G=0,008·10=0,08
G=0,1935·10=1,935
G=0,08091·10=0,809
G=0,0439·10=0,439;

Calcularea lui  :
Δl=47-43=4;
Δl=65-43=22;
Δl=48-43=5;
Δl=44-43=1.



                                                  

1 Calcularea lui K:
  ;
 ;

Calcularea lui  este media aritmetica a valorilor lui k
 0,2+0,08+0,16+0,43=0,21

Calcularea lui Δk:
Δk=0,2-0,54=-0,34;
Δk=0,08-0,54=-0,46;
Δk=0,16-0,54=-0,38;
Δk=0,43=0,54=-0,11.

Calcularea lui  media aritmetica a valorilor lui Δk.
 =-0,34-0,46-0,38-0,11=-1,29.


 2.Fir elastic ( )

Nr det.        m
   (g)       l
 (cm)        G
  (N)       
 (cm)         
 (N/m)      
(N/m)       
 (N/m)    
(N/m)
  1     200      25        2      3,5      0,57    
  0,51     0,06    
  -0,06
  2     193,5      24    1,935      2,5      0,77         0,26    
  3     80,91      22    0,809      0,5      0,3         -0,21    
  4     43,9      22,5    0,439      1      0,43         -0,08    

Analog calculam si datele din tabel.
3.Fir elastic ( )

Nr det.        m
   (g)       l
 (cm)        G
  (N)       
 (cm)         
 (N/m)      
(N/m)       
 (N/m)    
(N/m)
  1     100      24        1      2,5      0,4    
  0,34     0,06    
 0,005
  2     193,5      28    1,935      6,5      0,29         -0,05    
  3     80,91      24,5    0,809      3      0,26         -0,08    
  4     43,9      22,5    0,439      1      0,43          0,09    

Analog calculam si datele din tabel.

c. reprezentarea grafica

4.CONLUZII

    Putem obserava,pe baza datelor obtinute in tabel,ca,cu cat masa corpului este mai mare,cu atat alungirea absoluta este mai mare.
    Se poate afirma ca firul mic este jumatatea celui mare,de aceea de cele mai multe ori,datele corespunzatoare firului  mic sunt jumatate(cu aproximatie) din cele ale firului mare.
    In urma calculelor am obtinut de fiecare data valoarea constantei elastice(K) mai mica ca 1.
    O alta concluzie este ca marimea deformatiei  varieaza direct proportional,atat cu lungimea initiala,cat si cu forta deformatoare(vezi tabelele).
    Alungirea depinde de aria sectiunii,fiind invers proportional cu aceasta.
    Lungimea firului mare pus in jumatate este egala cu lugimea firului mic.
    Din cele doua cazuri de aflare a constantei elastice rezulta ca valorile lui K sunt aceeleasi indiferent daca le aflam  cu formula   sau cu  .

5..ER0RI


o    Erori personale: datorate lipsei de deprindere si de dexteritate a experimentatorului.
     
o    Erori  de rotunjire:apar atunci cand in calcule intervin numere cu multe zecimale.
-calcularea lui  
-valoarea acceleratiei gravitationale (g =9,81 m/s2 ,iar eu am luat cu
                  valoarea g = 10 m/s2 ).    

o    Erori de masura:datorate imperfectiunii simturilor si instrumentelor utilizate.
o    Datorita erorilor de rotunjire mai apare o alta eroare ,si aceea de imposibilitate de a uni puntele de pe reprezentarea grafica intr-o linie dreapta.

o    
SFARSIT


2. DETRMINAREA CONSTANTEI ELASTICE A UNUI RESORT

ETAPELE LUCRARII

1. DISPOZITIVUL EXPERIMENTAL

    Determinarea constantei elastice a unui resort


2.MATERIALE NECESARE

    Suportul pe care se va fixa dinamometrul;
    Dinamometru;
    Rigla;
    Corp din metal;
    Scala gradata.

3.MODUL DE LUCRU
 a.etape

    Se monteaza dispozitivul experiental;
     Se fixeaza dinamometrul;
    Se măsoară lungimea   a resortului nedeformat;
    Se ataseaza corpul din metal;
    Se măsoară lungimea l a resortului deformat;
    Se calculează forţa ce acţionează asupra resortului;
    Se trec in tabel datele si se calculeza  ,  ;
    Se compară rezultatele obţinute prin calcul şi grafic;
    Se determină pentru un punct de pe grafic valoarea constantei elastice;
    Se precizează eventualele surse de erori.



b.interpretarea datelor

.Fir elastic ( )




Nr det.        G
  (N)       
 (cm)         
 (N/m)      
(N/m)       
 (N/m)    
(N/m)
  1    1,1       4      0,275    
  0,28     -0,009    
 -0,004
  2    2,1       7      0,3         -0,015    
  3    1       3,2      0,31         -0,02    
  4    0,5       2      0,25         -0,03    




c.reprezentarea grafica



4.CONLUZII
    In urma calculelor am obtinut de fiecare data valoarea constantei elastice(K) mai mica ca 1.
    Se poate afirma ca cu cat masa corpului este mai mare cu atat alungire este mai mare;
    Valorile lui   sunt negative si mai mici ca unu deoarece  si rezulta ca rezultatul va fi negativ;
    O alta concluzie este ca marimea deformatiei  varieaza direct proportional,atat cu lungimea initiala,cat si cu forta deformatoare(vezi tabelul).
    Alungirea depinde de aria sectiunii,fiind invers proportional cu aceasta.
    Din cele doua cazuri de aflare a constantei elastice rezulta ca valorile lui K sunt aceeleasi indiferent daca le aflam  cu formula   sau cu  .


5..ER0RI

o    Erori personale: datorate lipsei de deprindere si de dexteritate a experimentatorului.
     
o    Erori  de rotunjire:apar atunci cand in calcule intervin numere cu multe zecimale.
-calcularea lui  
-valoarea acceleratiei gravitationale (g =9,81 m/s2 ,iar eu am luat cu
                  valoarea g = 10 m/s2 ).    

o    Erori de masura:datorate imperfectiunii simturilor si instrumentelor utilizate.

o    Datorita erorilor de rotunjire mai apare o alta eroare ,si aceea de imposibilitate de a uni puntele de pe reprezentarea grafica intr-o linie dreapta.
o