Nõrgenev juhe

Vahendid:

1. Kaks horisontaalse seljatoega tooli
2. Tahvlijoonlaud
3. 8 küünalt või alkoholipõletit
4. 0,5-1 kg raskus
5. 3 m pikkune vasest või rauast juhe

Protseduur:

1. Lõika juhtmest umbes 50 cm pikkune jupp.

2. Paigalda ülejäänud juhe kahe tooli seljatugede külge ja tõmba traat toole liigutades nii sirgeks kui võimalik.

3. Kinnita 50 cm pikkune juhe horisontaalse juhtme külge ja riputa selle otsa 0.5 kg raskus. (Vajadusel võib toolidele raskused panna, näiteks raamatud või istuvad õpilased).

4. Kinnita raskusele väike paberist nool ja suuna see joonlauale, mis seisab vertikaalselt vertikaalse juhtme kõrval.

5. Kuumuta horisontaalset juhet vähemalt kahe alkoholipõletiga (lase õpilasel aidata ühe poole kuumutamisel, liiguta põletit aeglaselt juhtme all edasi-tagasi). Jälgi noolt.

Miks vajus raskus juhtme kuumutamisel allapoole?

Kui palju raskus allapoole vajus?

Kas vajumises muutuks midagi, kui küünlaid või põleteid oleks rohkem?

Kas erinevatest metallidest juhtmed vajuksid sama vahe võrra?

Kuidas saab arvutada juhtme pikenemist tema vajumise abil?

Selgitus Põleti leegid põhjustasid juhtme kuumutamisel juhtme paisumise ja see põhjustas raskuse vajumise. Kuumutamine tekitas raskuse langemise punktist P₁ punkti P₂. Mõõtes vahemaad AP ja PP₁, saame arvutada nurga x’ arvutusest tan(x’)=PP₁/AP ja pikkuse AP₁ valemist sin(x’)=PP₁/AP₁. Sarnaselt saab leida nurga x’’, tan(x’’)=PP₂/AP₁ ja pikkuse AP₂ valemist sin(x’’)=PP₂/AP₂. Juhtme pikenemine on võrdne (AP₁-AP₂)*2. Teine võimalus on kasutada Pythagorase teoreemi. Mida rohkem põleteid kasutada, seda madalamale raskus vajub. Erinevate metallide juhtmed paisuvad erinevalt ja seega põhjustavad vajumise vahemaades erinevad tulemused.