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 каретку (брусок) с крючком, динамометр № 1 с пределом измерения, равным 1 Н, для измерения силы трения и динамометр № 2
с пределом измерения, равным 5 Н, для измерения силы нормального давления, набор из трёх грузов, направляющую рейку А, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы трения скольжения между кареткой и поверхностью горизонтальной рейки от силы нормального давления. Определите силу трения скольжения, помещая на каретку поочерёдно один, два и три груза. Для определения веса каретки
с грузом(-ами) воспользуйтесь динамометром. Абсолютную погрешность измерения силы с помощью динамометра № 1 принять равной ±0,02 Н,
а динамометра № 2 принять равной ±0,1 Н.
В бланке ответов:
1)сделайте рисунок экспериментальной установки, указав способ измерения силы трения скольжения;
2)укажите результаты измерений веса каретки с грузом(-ами) и силы трения скольжения с учётом погрешности измерения для трёх случаев в виде таблицы (или графика);
3)сформулируйте вывод о зависимости силы трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки от силы нормального давления.
Решение
Решение.
Данная задача является экспериментальной. Поскольку у нас нет возможности провести реальный опыт, мы опишем алгоритм действий и представим примерные результаты, которые обычно получаются в ходе такой лабораторной работы (коэффициент трения дерева по дереву или пластику обычно составляет около 0,2).
1) Рисунок экспериментальной установки
Для измерения силы трения скольжения каретку с грузами необходимо равномерно тянуть вдоль горизонтальной рейки с помощью динамометра № 1. При равномерном движении сила упругости пружины динамометра по модулю равна силе трения скольжения (Fтр=Fупр).
На рисунке следует изобразить горизонтальную поверхность (рейку), на которой стоит брусок (каретка) с грузами. К крючку бруска прикреплён горизонтально расположенный динамометр, который тянут за кольцо вправо.
2) Результаты измерений
Сила нормального давления N в данном опыте численно равна весу каретки с грузами (P), так как поверхность горизонтальна. Вес измеряется динамометром № 2 при вертикальном подвешивании каретки с грузами. Погрешность для веса ΔP=0,1 Н, для силы трения ΔFтр=0,02 Н.
Представим примерные данные в таблице:
| № опыта | Сила нормального давления (вес) P±0,1, Н | Сила трения скольжения Fтр±0,02, Н |
|---|---|---|
| 1 (каретка + 1 груз) | 1,5±0,1 | 0,30±0,02 |
| 2 (каретка + 2 груза) | 2,5±0,1 | 0,50±0,02 |
| 3 (каретка + 3 груза) | 3,5±0,1 | 0,70±0,02 |
3) Вывод
На основании полученных данных (при увеличении веса каретки в несколько раз сила трения увеличивается во столько же раз) можно сделать следующий вывод: сила трения скольжения прямо пропорциональна силе нормального давления (весу тела), действующей на поверхность.
Ответ: 1) Рисунок (брусок на рейке, динамометр тянет его горизонтально); 2) Таблица с результатами (с учётом погрешностей); 3) Вывод: сила трения скольжения прямо пропорциональна силе нормального давления.
Источник: ФИПИ