Какими опытами можно доказать, что потенциальная энергия упруго деформированного тела пропорциональна квадрату деформации?

Для демонстрации зависимости потенциальной энергии упруго деформированного тела от квадрата деформации можно провести следующие опыты:

1. Опыт с пружиной: Возьмите пружину и закрепите ее на вертикальной поверхности. Прикрепите груз к пружине и измерьте длину пружины в нерастянутом состоянии и при различных уровнях деформации. Измерьте силу, необходимую для деформации пружины на каждом уровне. Затем используйте полученные данные для расчета потенциальной энергии пружины при каждом уровне деформации. Если зависимость действительно пропорциональна квадрату деформации, вы должны обнаружить, что потенциальная энергия упруго деформированной пружины пропорциональна квадрату изменения её длины.
2. Опыт с искривлением стержня: Возьмите длинный стержень, например, металлический стержень, и закрепите его на одном конце. Прикрепите груз к свободному концу стержня и измерьте угол искривления стержня при различных уровнях деформации. Затем измерьте момент силы, необходимый для искривления стержня на каждом уровне. Используя полученные данные, можно рассчитать потенциальную энергию искривленного стержня при каждом уровне деформации. Если зависимость пропорциональна квадрату деформации, вы должны обнаружить, что потенциальная энергия упруго искривленного стержня пропорциональна квадрату угла искривления.

Оба этих опыта позволяют визуально и количественно измерить зависимость потенциальной энергии упруго деформированного тела от квадрата деформации и подтвердить, что эта зависимость является пропорциональной.