Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00011050

Дано:

Экспериментальная задача. Оборудование: брусок с крючком, динамометры № 1 и № 2, груз № 1, направляющая рейка. Требуется определить коэффициент трения скольжения между бруском (с грузом) и поверхностью рейки.

Найти:

Коэффициент трения скольжения $\mu$.

Решение:

Шаг 1. Рисунок установки.

Брусок с крючком помещается на горизонтальную направляющую рейку. На брусок кладётся груз № 1. К крючку бруска присоединяется динамометр, которым тянут брусок горизонтально с постоянной скоростью.

Шаг 2. Формула коэффициента трения скольжения.

По закону Кулона для трения скольжения:

$$F_{\text{тр}} = \mu \cdot N$$

Где $N$ — нормальная реакция опоры. По третьему закону Ньютона, $N$ равна весу бруска с грузом $P$. При движении с постоянной скоростью сила тяги равна силе трения:

$$F_{\text{тяги}} = F_{\text{тр}}$$

Следовательно:

$$\mu = \frac{F_{\text{тр}}}{N} = \frac{F_{\text{тр}}}{P}$$

Шаг 3. Порядок измерений.

Сначала взвешивают брусок с грузом, подвесив его вертикально на динамометр № 1 — он покажет силу тяжести $P$ (она равна весу). Затем тянут брусок горизонтально по рейке с постоянной скоростью с помощью динамометра № 2 — он покажет силу трения скольжения $F_{\text{тр}}$.

Шаг 4. Запись результатов и погрешностей.

Результаты записываются с учётом погрешности приборов (погрешность динамометра $= 0{,}1$ Н для грубого и $0{,}02$ Н для точного):

$$P = (2{,}0 \pm 0{,}1) \text{ Н}, \quad F_{\text{тр}} = (0{,}16 \pm 0{,}02) \text{ Н}$$

Шаг 5. Расчёт коэффициента трения скольжения.

$$\mu = \frac{F_{\text{тр}}}{P} = \frac{0{,}16}{2{,}0} = 0{,}08$$

Данные числа приведены как пример; в реальном эксперименте подставляются фактически измеренные значения.