Σχολικό έτος 20__-20__Ονοματεπώνυμο:......................................Τάξη: Β

απαιτούμενος χρόνος:1 διδακτική ώρα

Λίγα βιογραφικάστοιχεία

Ο Ρόμπερτ Χουκ (Robert Hooke, 1635 – 1703) νήσος Γουίτ Λονδίνο ήταν Βρετανός , . φυσικός μαθηματικός και εφευρέτης Σπούδασε στην Οξφόρδη με καθηγητή τον .Ρόμπερτ Μπόιλ και αργότερα ακολούθησε αξιοσημείωτη επιστημονική σταδιοδρομία

1662 Το έγινε διευθυντής ερευνών της Βασιλικής Ακαδημίας των Επιστημών και λίγα . , χρόνια αργότερα γενικός της γραμματέας Στο ενδιάμεσο κατέλαβε την έδρα της

. , ,γεωμετρίας στο κολέγιο Γκρίσχαμ Μεταξύ άλλων επινόησε ένα σύστημα τηλέγραφου το ελικοειδές ελατήριο και πρότεινε βελτιώσεις σε πολλά αστρονομικά όργανα και

. 1965 ,ρολόγια της εποχής Το εξέδωσε την πρωτοποριακή διατριβή του Μικρογραφία , σχετικά με θέματα βοτανικής και χημείας όπου περιέγραψε τις παρατηρήσεις του σε

. φυτικούς ιστούς και εισήγαγε τον όρο κύτταρο

: Πηγή Εγκυκλοπαίδεια Δομή

► Έννοιες καιφυσικά μεγέθη – – Δύναμη Επιμήκυνση και συσπείρωση ελατηρίου Σταθερά ελατηρίου

► Θεωρητικές επισημάνσεις , , Όπως έχουμε ως τώρα μάθει όταν ασκούμε δύναμη σε ένα σώμα τότε είτε αλλάζει η

. , κινητική του κατάσταση είτε παραμορφώνεται Σήμερα θα ασχοληθούμε με εκείνη την , , περίπτωση παραμόρφωσης για την οποια όταν πάψει να ενεργεί η δύναμη το σώμα

. , επανέρχεται στο αρχικό του σχήμα Τότε η παραμόρφωση ονομάζεται ελαστική και . μπορούμε εύκολα να την παρατηρήσουμε πιέζοντας ένα σφουγγάρι με το χέρι μας Όσο

, . ενεργεί η δύναμη του χεριού μας το σφουγγάρι είναι παραμορφωμένο Μόλις το , .αφήσουμε το σφουγγάρι επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση

, , , Βέβαια κάποιες άλλες φορές όταν πάψει να ενεργεί η δύναμη το σώμα δεν αποκτά το αρχικό του σχήμα και τότε λέμε ότι η παραμόρφωση είναι μόνιμη. ,Για παράδειγμα

, ένα μαλακό σύρμα λυγίζει εύκολα αλλά δεν επανέρχεται στο αρχικό του σχήμα όταν . πάψουμε να του ασκούμε δύναμη

, Ας δούμε τώρα την περίπτωση της ελαστικής .παραμόρφωσης ενός ελατηρίου ( ) Φαντάσου ότι στην άκρη ενός πολύ καλά ακλόνητα στερεωμένου ελατηρίου κρεμάμε

. , ένα βαρίδι Θα παρατηρήσουμε τότε ότι το μήκος του ελατηρίου αυξάνεται δηλαδή επιμηκύνεται. Αφαιρούμε το βαρίδι και αμέσως βλέπουμε ότι το ελατήριο αποκτά το

αρχικό του μήκος και .σχήμα

Πολύ εύκολα μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη , που επιμηκύνει το ελατήριο τόσο μεγαλύτερη είναι η επιμήκυνσή του.

, Μάλιστα στις ελαστικές παραμορφώσεις η δύναμη είναι ανάλογη με την επιμήκυνση που προκαλεί. Ησχέση αυτή είναι γνωστή ως νόμος του Hooke.

Στη γλώσσα των μαθηματικών ο νόμος του Hooke :εκφράζεται από τη σχέση

F=k ∙ Δ L

: όπου F η δύναμη , που ασκείται στο ελατήριο ΔL η επιμήκυνση του ελατηρίου από το ( αρχικό του μήκος πριν ασκηθεί η δύναμη F) και k μια σταθερά που εξαρτάται από το

( ελατήριο ονομάζεται σταθερά του ελατηρίου).

, Ας σημειώσουμε εδώ ότι όσο πιο μεγάλη , είναι η σταθερά του ελατηρίου τόσο πιο « » σκληρό .είναι αυτό

Τον νόμο του Hooke χρησιμοποιούμε για να να κατασκευάζουμε δυναμόμετρα και .να μετράμε δυνάμεις

Σε αυτή την εργαστηριακή άσκηση θα μελετήσουμε τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλεται

το μήκος ενός ελατηρίου σε σχέση με τη δύναμη , που προκαλεί την μεταβολή αυτή έτσι ώστε να

επιβεβαιώσουμε το νόμο του Hooke.

► Απαιτούμενα όργανακαι υλικά

1) Ελατήριο2) Βάση στήριξης3) Ορθοστάτης ενός μέτρου4) Ορθοστάτης εξήντα εκατοστών5) Σταυρός6) 10 Δυναμόμετρο Ν7) 50 Βαρίδια g & 100 g8) K 1ανόνας m

: Σημείωση Για την εκτέλεση του πειράματος , μπορεί να χρησιμοποιηθεί το δυναμόμετρο της συσκευής του Αρχιμήδη για την μελέτη

. της Άνωσης

► Πειραματική διαδικασία

1. Συναρμολόγησε την πειραματική διάταξη της

. (εικόνας Σημείωσε τη θέση L0) του ελεύθερου άκρου του στον

1.πίνακα

2. , , Πρόσθεσε διαδοχικά όλο και περισσότερα βαρίδια στο

- ελεύ θερο άκρο του ελατηρίου 1.και συμπλήρωσε τον πίνακα

3. Τι παρατηρείς για τις τιμές της τελευταίας στήλης του

1; Πίνακα _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. , Με βάση τις παρατηρήσεις σου πώς θα χαρακτήριζες τα μεγέθη Δύναμη (F) και Επιμήκυνση (ΔL);_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. ! Ας προσπαθήσμουμε τώρα να εξετάσουμε το θέμα γραφικά Τοποθέτησε τα (πειραματικά σημεία Δύναμης F) – (Επιμήκυνσης ΔL), στο σύστημα αξόνων που

. βρίσκεται στην επόμενη σελίδα Έλεγξε με το χάρακά σου αν αυτά τα σημεία ( ) . βρίσκονται περίπου σε μια ευθεία που διέρχεται από το μηδέν

6. . Σχεδίασε την ευθεία που περνάει πλησιέστερα από το σύνολο των σημείων

7. , Πάνω σε αυτήν την ευθεία διάλεξε ένα σημείο Α και υπολόγισε την κλίση της , .ευθείας που σχεδίασες διαιρώντας την τεταγμένη προς την τετμημένη του

2

ΠΙΝΑΚΑΣ 1

m (Kg) F (N) L (cm)ΔL=L-L0

(cm)F/ΔL

0 0 L0= 0 -

Κλίση=FΔL

= =¿Ν /m

Παρατήρησε ότι από το νόμο του Hooke: F=k ∙ Δ L

βρίσκουμε ότi k=FΔL .

,Αν συγκρίνουμε αυτή τη μαθηματική σχέση με την κλίση της ευθείας (καταλαβαίνουμε ότι είναι ίση με τη σταθερά k) . του ελατηρίου Ώστε η σταθερά του

:ελατηρίου είναι

k=_____ /Ν m

Άρα ο νόμος του Hooke για το ελατήριο που χρησιμοποιήσαμε στην πειραματική , :διαδικασία εκφράζεται με τη σχέση

F=___ . ____

8. , Χρησιμοποιώντας το ελατήριο και τον κανόνα έχουμε τώρα τη δυνατότητα να . , , , μετράμε δυνάμεις Διάλεξε λοιπόν ένα αντικείμενο και προσπάθησε να βρεις το

, .βάρος του με την βοήθεια του γραφήματος

ΔL=_____cm=_____mW=k.ΔL=___ . ____=_____ N

9. , Για να κάνουμε πιο εύκολη τη διαδικασία μέτρησης των δυνάμεων κατασκευάσαμε . , το δυναμόμετρο Με βάση τα όσα έμαθες στο σημερινό μάθημα προσπάθησε να

3

εξηγήσεις τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί καθώς και το πώς μπορεί να . βαθμονομηθεί ένα δυναμόμετρο _______________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4