Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00002064

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).*