Косвенные измерения (экспериментальное задание на реальном оборудовании) · 76 заданий
- Задание №17№17
Необходимо провести измерение мощности электрического тока, потребляемой лампой накаливания. В исследовании используются электрическая лампа на подста…
Работа и мощность электрического тока
- Задание №17№17
Необходимо провести исследование зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени деформации пружины. В исследовании используется пружина…
Закон Гука
- Задание №17№17
Необходимо провести исследование зависимости силы трении скольжения при движении каретки по поверхности стола от силы нормального давления каретки на…
Сила трения
- Задание №17№17
Необходимо провести измерение электрического сопротивления резистора. В исследовании используются резистор, источник постоянного тока, ключ, соедините…
Закон Ома
- Задание №17№17
Необходимо провести исследование зависимости силы тока в резисторе от напряжения на его концах. В исследовании используется резистор, источник постоян…
Закон Ома
- Задание №17№17
Необходимо провести измерение работы электрического тока, протекающего через лампу накаливания в течение 1 мин. В исследовании используются электричес…
Работа и мощность электрического тока
- Задание №17№17
Используя брусок с крючком, динамометры № 1 и № 2, грузы № 1, № 2 и № 3, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффи…
Сила трения
- Задание №17№17
Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R 2, соберите экспериментальную установк…
Работа и мощность электрического тока
- Задание №17№17
Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R 1, соберите экспериментальную установку…
Закон Ома
- Задание №17№17
Используя брусок с крючком, динамометры № 1 и № 2, груз № 1, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трени…
Сила трения
- Задание №17№17
Используя собирающую линзу 2, экран, линейку, соберите экспериментальную установку для определения оптической силы линзы. В качестве источника света и…
Практические работы
- Задание №17№17
Используя брусок с крючком, динамометр № 2, грузы № 1 и № 2, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трени…
Сила трения
Используя рычаг, три груза, штатив и динамометр, соберите установку для исследования равновесия рычага. Два груза подвесьте слева от оси вращения рычага на расстоянии 18 см, а один груз на расстоянии 9 см справа от оси вращения. Определите момент силы, которую необходимо приложить
к правому концу рычага на расстоянии 18 см от оси вращения рычага для того, чтобы он оставался в равновесии в горизонтальном положении. Абсолютная погрешность измерения силы равна ±0,1 Н, абсолютная погрешность измерения расстояния равна ±2 мм.
В бланке ответов № 2:
1) зарисуйте схему экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта момента силы;
3) укажите результаты измерений приложенной силы и длины плеча с учётом абсолютных погрешностей измерений;
4) запишите значение момента силы.
Решение
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
На штативе закреплён рычаг. Слева от оси вращения (точки O) на расстоянии l1=18 см подвешены два груза. Справа от оси на расстоянии l2=9 см подвешен один груз. Также справа на расстоянии l3=18 см прикладывается вертикальная сила F со стороны динамометра (направленная вниз), чтобы привести рычаг в равновесие.
2) Формула для расчёта момента силы:
Момент силы M относительно оси вращения равен произведению модуля силы F на её плечо l:
M=F⋅l
3) Результаты измерений:
Примечание: В данной лабораторной работе значения силы определяются экспериментально. Для стандартных школьных грузов массой по 100 г (0,1 кг) каждый, сила тяжести одного груза составляет примерно 1 Н.
Согласно правилу моментов для равновесия: Mлев=Mправ.
Слева: Mлев=2P⋅l1=2⋅1 Н⋅0,18 м=0,36 Н⋅м.
Справа: Mправ=P⋅l2+F⋅l3=1 Н⋅0,09 м+F⋅0,18 м.
Отсюда F⋅0,18=0,36−0,09=0,27, значит F=1,5 Н.
Запишем результаты измерений с учётом погрешностей (переведя плечо в метры: 18 см=0,18 м, 2 мм=0,002 м):
Сила: F=(1,5±0,1) Н
Плечо силы: l3=(0,180±0,002) м
4) Расчёт значения момента силы:
Подставим измеренные значения в формулу:
M=1,5 Н⋅0,18 м=0,27 Н⋅м
Ответ: M=0,27 Н⋅м
Источник: ФИПИ