Global EE

Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00015923

Задание №20. Эксперимент

Исследование Зависимости

№2. Задание 20

ID: 00015923

Необходимо экспериментально проверить, зависит ли коэффициент трения скольжения от площади соприкасающихся при трении поверхностей. Для этого можно использовать наклонный трибометр — это наклонная плоскость, угол наклона которой к горизонту можно изменять. На эту плоскость кладут брусок и медленно увеличивают угол её наклона до тех пор, пока брусок не начинает скользить.

На рисунке показаны пять установок. Каждая установка — это брусок на наклонной плоскости. Материалы бруска и плоскости различны:

1) медь-брусок, дерево-плоскость (широкая грань вниз)
2) сталь-брусок, дерево-плоскость
3) медь-брусок, пластик-плоскость
4) сталь-брусок, пластик-плоскость
5) медь-брусок, дерево-плоскость (узкая грань вниз)

Какие две установки нужно использовать для проведения такого исследования, если все бруски до начала скольжения не переворачиваются?

Рисунок к заданию 20 ЕГЭ по физике — Исследование Зависимости

Источник: ФИПИ

Решение

Коэффициент трения скольжения $\mu$ зависит от материалов соприкасающихся поверхностей, но — согласно закону Амонтона–Кулона — не зависит от площади контакта. Задача как раз и предлагает это проверить.

Чтобы исследовать зависимость угла скольжения (а значит, и $\mu = \tan\alpha$) от площади контакта, нужно взять два бруска из одного материала на одной и той же плоскости, но поставить их по-разному: широкой гранью вниз и узкой гранью вниз.

Смотрим на рисунок:

  • Установка 1: медный брусок на деревянной плоскости, лежит широкой гранью — большая площадь контакта
  • Установка 5: медный брусок на деревянной плоскости, стоит узкой гранью — меньшая площадь контакта

Материалы те же (медь + дерево), а площадь разная. Именно эта пара позволяет честно проверить гипотезу.

Ответ: 15

Ответ

15
Другие задания по теме «Исследование Зависимости» (8)