Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00039952

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00039952

Используя брусок с крючком, динамометр № 2, грузы № 1 и № 2, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы трения скольжения между бруском с двумя грузами и поверхностью рейки при перемещении бруска на расстояние 12 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. Кладём направляющую рейку на стол поверхностью Б вверх. На неё ставим брусок с крючком, а сверху — грузы № 1 и № 2. К крючку цепляем динамометр № 2 и тянем брусок вдоль рейки горизонтально, стараясь вести его равномерно, то есть с постоянной скоростью, на расстояние 12 см.

Почему так. Пока брусок едет равномерно, он не разгоняется и не тормозит — значит, сила, с которой тянет динамометр, полностью уравновешена силой трения. Поэтому показание динамометра численно равно силе трения скольжения. Если тянуть рывками, показания «прыгают» и измерение испортится.

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

Измерения. Силу снимаем с динамометра во время равномерного движения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}1)$ Н. Перемещение задано условием и измеряется линейкой: $s = (12{,}0 \pm 0{,}2)$ см, то есть $(0{,}120 \pm 0{,}002)$ м. Оба числа записываем с погрешностями.

Расчёт. Умножаем силу на путь. Пусть динамометр показал $1{,}0$ Н. Тогда $A = 1{,}0 \cdot 0{,}12 = 0{,}12$ Дж. Единица работы — джоуль (Дж). Обратите внимание: сила трения направлена навстречу движению, поэтому её работа по смыслу отрицательна, а в ответе записывают её модуль.

Ответ

Расчётная формула: $A = F_{тр} \cdot s$, где $F_{тр}$ — сила трения скольжения, равная показанию динамометра при равномерном движении бруска с двумя грузами по поверхности Б, а $s = 0{,}12$ м — перемещение. Прямые измерения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}1)$ Н, $s = (12{,}0 \pm 0{,}2)$ см $= (0{,}120 \pm 0{,}002)$ м. Например, при $F_{тр} = (1{,}0 \pm 0{,}1)$ Н получается $A = 1{,}0 \cdot 0{,}12 = 0{,}12$ Дж. (Сила трения направлена против движения, поэтому её работа отрицательна; в ответе указывают модуль $A \approx 0{,}12$ Дж.)

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)