Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040055

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00040055

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 16 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, ставим на неё брусок с крючком и надеваем сверху грузы № 1 и № 2. К крючку цепляем динамометр № 2 и тянем брусок вдоль рейки на расстояние 16 см, ведя его плавно и с постоянной скоростью.

Почему движение должно быть равномерным. При равномерном движении скорость не меняется, брусок не разгоняется — значит, все силы вдоль движения уравновешены, и сила тяги динамометра равна по модулю силе трения скольжения. Если дёргать, часть силы уйдёт на разгон и показание окажется завышенным.

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

Измерения. Силу снимаем во время равномерного движения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}1)$ Н. Путь задан условием, его проверяем линейкой: $s = (16{,}0 \pm 0{,}2)$ см, то есть $(0{,}160 \pm 0{,}002)$ м. Погрешности указываем у обеих величин.

Расчёт. Умножаем силу на путь в метрах. Пусть динамометр показал $0{,}9$ Н: $A = 0{,}9 \cdot 0{,}16 = 0{,}144 \approx 0{,}14$ Дж. Единица работы — джоуль (Дж). Трение направлено навстречу движению, поэтому его работа отрицательна, а числом записывают модуль.

Ответ

Расчётная формула: $A = F_{тр} \cdot s$, где $F_{тр}$ — сила трения скольжения (показание динамометра № 2 при равномерном движении бруска с двумя грузами по поверхности Б рейки), $s = 0{,}16$ м — перемещение. Прямые измерения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}1)$ Н, $s = (16{,}0 \pm 0{,}2)$ см $= (0{,}160 \pm 0{,}002)$ м. Например, при $F_{тр} = (0{,}9 \pm 0{,}1)$ Н работа $A = 0{,}9 \cdot 0{,}16 \approx 0{,}14$ Дж. Работа силы трения по смыслу отрицательна, в ответе указывают её модуль.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)