ID: 00011278
Используя брусок с крючком и нитью, динамометры 1 и 2, набор из трёх грузов, направляющую рейку А, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы трения скольжения между бруском и поверхностью горизонтальной рейки от силы нормального давления. С помощью динамометра 1 определите силу трения скольжения, помещая на брусок поочерёдно один, два и три груза. Для определения веса бруска с грузами воспользуйтесь динамометром 2. Абсолютную погрешность измерения сил принять равной цене деления используемого динамометра.
В бланке ответов:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) укажите результаты измерений веса бруска с грузами и силы трения скольжения с учётом погрешности измерения для трёх случаев в виде таблицы;
3) сформулируйте вывод о зависимости силы трения скольжения между бруском и поверхностью рейки от силы нормального давления.
Источник: ФИПИ
Дано: брусок с крючком, нить, два динамометра, три груза, направляющая рейка.
Найти: как сила трения скольжения зависит от силы нормального давления.
Соберём установку: брусок на направляющей рейке, к нему крючок с нитью. Динамометром 1 (цена деления 0,02 Н) измеряем силу трения скольжения, динамометром 2 (цена деления 0,1 Н) — вес бруска с грузами.
При равномерном движении бруска сила, которую показывает динамометр 1, равна силе трения скольжения. Вес бруска с грузами (он же сила нормального давления) измеряем динамометром 2.
Опыт 1: вес $P = 1{,}0 \pm 0{,}1$ Н, сила трения $F_{тр} = 0{,}10 \pm 0{,}02$ Н.
Опыт 2: вес $P = 2{,}0 \pm 0{,}1$ Н, сила трения $F_{тр} = 0{,}20 \pm 0{,}02$ Н.
Опыт 3: вес $P = 3{,}0 \pm 0{,}1$ Н, сила трения $F_{тр} = 0{,}30 \pm 0{,}02$ Н.
При увеличении нормального давления в 2 раза сила трения тоже увеличивается в 2 раза. Значит, сила трения скольжения прямо пропорциональна силе нормального давления: $F_{тр} = \mu N$.
3. Вывод: при увеличении силы нормального давления сила трения скольжения, возникающая между бруском и поверхностью рейки, также увеличивается.