Дано:

m_{\text{гр}} = 100 г \Rightarrow P_1 = 1 Н (вес одного груза ОГЭ) Слева от оси: 2 груза на L_1 = 12 см = 0{,}12 м; 1 груз на L_2 = 6 см = 0{,}06 м Справа: динамометр на L = 12 см = 0{,}12 м Погрешности: \Delta F = 0{,}1 Н, \Delta L = 2 мм

Найти:

M — ? ⠀

Решение:

1) Схема установки. Рычаг на штативе, ось вращения — в центре. Слева от оси на расстоянии 12 см подвешены два груза (по 1 Н каждый), на расстоянии 6 см — один груз (1 Н). Справа от оси на расстоянии 12 см к рычагу крепится динамометр, тянущий вниз (или вверх) так, чтобы рычаг оставался в горизонтальном равновесии.

2) Формула для момента силы:

M = F \cdot L 3) Результаты прямых измерений (с учётом абсолютных погрешностей): F = (2{,}5 \pm 0{,}1)\ \text{Н} L = (120 \pm 2)\ \text{мм} = (0{,}120 \pm 0{,}002)\ \text{м} Значение силы F получено по правилу моментов: сумма моментов грузов слева равна моменту силы справа: 2 \cdot P_1 \cdot L_1 + P_1 \cdot L_2 = F \cdot L 2 \cdot 1 \cdot 0{,}12 + 1 \cdot 0{,}06 = F \cdot 0{,}12 0{,}30 = 0{,}12 \cdot F \Rightarrow F = 2{,}5\ \text{Н}

4) Числовое значение момента силы:

M = F \cdot L = 2{,}5 \cdot 0{,}12 = 0{,}30\ \text{Н} \cdot \text{м} Итог: F = 2{,}5 Н, L = 120 мм, M = 0{,}30 Н·м. *Примечание: задание 17 ОГЭ — экспериментальное; конкретное численное значение силы F, полученное учеником на динамометре, может отличаться от образца на \pm 0{,}1 Н из-за погрешности измерения, но соотношение моментов остаётся тем же. Образец ответа соответствует критериям ФИПИ: для максимального балла нужны все 4 элемента (схема, формула, измерения с погрешностями, числовое значение).*