Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00039901

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00039901

Используя брусок с крючком, динамометр № 2, грузы № 1, № 2 и № 3, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы трения скольжения между бруском с тремя грузами и поверхностью рейки при перемещении бруска на расстояние 17 см. Используйте поверхность рейки, обозначенную Б. Абсолютная погрешность измерения силы равна ±0,1 Н, абсолютная погрешность измерения расстояния равна ±0,2 см. В бланке ответов № 2: 1) сделайте рисунок экспериментальной установки, указав способ измерения силы трения скольжения; 2) запишите формулу для расчёта работы силы трения скольжения; 3) укажите результаты измерения модуля перемещения бруска с грузами и силы трения скольжения при движении каретки с грузами по поверхности рейки с учётом абсолютных погрешностей измерения; 4) запишите значение работы силы трения скольжения.

Источник: ФИПИ

Решение

Собираем установку. Направляющую рейку кладём горизонтально поверхностью Б вверх. Ставим на неё брусок с крючком, нагружаем его тремя грузами (№ 1, № 2, № 3), цепляем к крючку динамометр № 2 и тянем брусок вдоль рейки на 17 см, ведя его с постоянной скоростью.

Как измеряют силу трения. Специального «трениемера» нет — трение измеряют косвенно, через силу тяги. Пока брусок едет равномерно, он не разгоняется: значит, сила, с которой тянет динамометр, в точности уравновешивает силу трения скольжения, и стрелка показывает именно её величину.

Формула. Работа силы по модулю: $A = F_{тр} \cdot s$, где $s$ — пройденный бруском путь.

Измерения. Показание динамометра во время равномерного движения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}1)$ Н. Перемещение задано условием и проверяется линейкой: $s = (17{,}0 \pm 0{,}2)$ см, то есть $(0{,}170 \pm 0{,}002)$ м. Обе величины записываем вместе с погрешностями.

Расчёт. Перемножаем силу и путь в метрах. Пусть динамометр показал $1{,}2$ Н: $A = 1{,}2 \cdot 0{,}17 = 0{,}204 \approx 0{,}20$ Дж. Работа измеряется в джоулях (Дж). Так как трение всегда мешает движению, его работа по смыслу отрицательна, а в ответе пишут её модуль.

Ответ

Расчётная формула: $A = F_{тр} \cdot s$, где $F_{тр}$ — сила трения скольжения (показание динамометра № 2 при равномерном движении бруска с тремя грузами по поверхности Б рейки), $s = 0{,}17$ м — перемещение бруска. Прямые измерения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}1)$ Н, $s = (17{,}0 \pm 0{,}2)$ см $= (0{,}170 \pm 0{,}002)$ м. Например, при $F_{тр} = (1{,}2 \pm 0{,}1)$ Н работа $A = 1{,}2 \cdot 0{,}17 \approx 0{,}20$ Дж. Сила трения направлена против движения, поэтому её работа отрицательна; в ответе указывают модуль.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)