Задание №17 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

#59071Задание №17ФИПИ

Сила тренияПрактические работы

Используя брусок с крючком, динамометры № 1 и № 2, груз № 1, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трения скольжения между бруском с грузом
и поверхностью рейки. Используйте поверхность рейки, обозначенную А. Абсолютная погрешность измерения силы при помощи динамометра № 1 равна ±0,02 Н, а при помощи динамометра № 2 равна ±0,1 Н.

В бланке ответов № 2:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки, указав способ измерения силы трения скольжения;

2) запишите формулу для расчёта коэффициента трения скольжения;

3) укажите результаты измерения веса бруска с грузом и силы трения скольжения при движении бруска с грузом по поверхности рейки с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите значение коэффициента трения скольжения.

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Для выполнения данной лабораторной работы необходимо измерить две величины: силу трения скольжения и силу нормального давления (которая в данном случае численно равна весу бруска с грузом).

1) Рисунок экспериментальной установки
На горизонтальной направляющей рейке (поверхность А) располагается брусок с установленным на него грузом. К крючку бруска прицеплен динамометр. Брусок необходимо тянуть за динамометр горизонтально и равномерно. В этом случае сила упругости пружины динамометра по модулю равна силе трения скольжения ( $F_{тр} = F_{упр}$ ).
(При выполнении на бланке схематично изобразите брусок на горизонтальной линии, стрелку силы тяги вправо и стрелку силы трения влево).

2) Формула для расчёта
Сила трения скольжения связана с силой нормального давления (весом) соотношением:
$F_{тр} = \mu \cdot N$ , где $N = P$ (вес бруска с грузом).
Отсюда рабочая формула для коэффициента трения:
$\mu = \frac{F_{тр}}{P}$

3) Результаты измерений
Примечание: Значения ниже являются примерными (типовыми для стандартного оборудования ОГЭ). При выполнении реальной работы запишите те числа, которые покажет ваш прибор.
Для измерения веса $P$ используем динамометр № 2 (так как вес обычно больше 1 Н), для измерения силы трения $F_{тр}$ — динамометр № 1 (так как он точнее).
Вес бруска с одним грузом: $P = (2,0 \pm 0,1) \text{ Н}$
Сила трения скольжения (при равномерном движении): $F_{тр} = (0,40 \pm 0,02) \text{ Н}$

4) Расчёт значения коэффициента трения
Подставим средние значения в формулу:
$\mu = \frac{0,40 \text{ Н}}{2,0 \text{ Н}} = 0,2$
Коэффициент трения — величина безразмерная.

Ответ: 1) рисунок; 2) $\mu = \frac{F_{тр}}{P}$ ; 3) $P = (2,0 \pm 0,1) \text{ Н}$ , $F_{тр} = (0,40 \pm 0,02) \text{ Н}$ ; 4) $\mu = 0,2$ .

Источник: ФИПИ