ID: 00039914
Источник: ФИПИ
Собираем установку. Кладём направляющую рейку на стол поверхностью А вверх. Ставим на неё брусок с крючком и нагружаем тремя грузами (№ 1, № 2, № 3). Опыт состоит из двух измерений: сначала подвешиваем брусок с грузами к динамометру вертикально и узнаём их общий вес, потом ставим на рейку и тянем динамометром горизонтально с постоянной скоростью, снимая показание.
Зачем два динамометра. Динамометр № 1 точнее ($\pm 0{,}02$ Н), но рассчитан на меньшие силы; динамометр № 2 «грубее» ($\pm 0{,}1$ Н), зато выдерживает большую нагрузку. Вес бруска с тремя грузами — сила немаленькая, её берёт на себя динамометр № 2. Сила трения заметно меньше веса, поэтому для неё выбирают динамометр № 1 — если, конечно, она не выходит за его предел измерения.
Почему показание равно силе трения. При равномерном движении брусок не разгоняется: тянущая сила уравновешена силой трения скольжения, и прибор показывает именно её. Сила, прижимающая брусок к рейке (сила нормального давления $N$), на горизонтальной поверхности равна весу бруска с грузами.
Формула. $F_{тр} = \mu N$, откуда $\mu = \dfrac{F_{тр}}{N} = \dfrac{F_{тр}}{P}$.
Измерения. $P = (P \pm 0{,}1)$ Н (динамометр № 2), $F_{тр} = (F \pm 0{,}02)$ Н (динамометр № 1).
Расчёт. Пусть вес оказался $4{,}0$ Н, а при равномерном движении динамометр показал $0{,}80$ Н: $\mu = \dfrac{0{,}80}{4{,}0} = 0{,}2$. Коэффициент трения — число без единиц измерения, ведь ньютоны делятся на ньютоны.