سوال ۹ — سؤال ۹ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — شهریور ۱۴۰۵، نوبت عصر

فنر را از پایه آویزان کرده و وزنه‌ای با جرم معین ($m$) را به انتهای آن وصل می‌کنیم. پس از رسیدن فنر به حالت تعادل، تغییر طول فنر ($x$) را اندازه می‌گیریم. با استفاده از رابطهٔ $k = \dfrac{mg}{x}$ ثابت فنر را به‌دست می‌آوریم.

ایده این است که نیروی فنر را با وزن یک وزنهٔ معلوم برابر کنیم. مراحل:

1. فنر را از پایه آویزان می‌کنیم و طول آن را با خط‌کش می‌خوانیم (طول عادی فنر).
2. وزنه‌ای به جرم معلوم $m$ را به انتهای فنر وصل می‌کنیم و صبر می‌کنیم تا وزنه از حرکت بایستد و فنر به حالت تعادل برسد.
3. دوباره طول فنر را با خط‌کش می‌خوانیم. تفاضل این طول و طول عادی، تغییر طول فنر ($x$) است.
4. در حالت تعادل، نیروی فنر ($kx$، رو به بالا) با وزن وزنه ($mg$، رو به پایین) برابر است:

برای دقت بیشتر می‌توان آزمایش را با چند وزنهٔ متفاوت تکرار کرد و میانگین عددهای به‌دست‌آمده برای $k$ را گزارش کرد.