Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040108

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00040108

Используя брусок с крючком, динамометр № 1, 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 22 см. Используйте поверхность рейки, обозначенную А. Абсолютная погрешность измерения силы равна ±0,02 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 А вверх. Ставим сверху брусок с крючком, нагружаем его тремя грузами (№ 1, № 2, № 3). Цепляем к крючку динамометр № 1 и ведём брусок вдоль рейки на 22 см с постоянной скоростью.

Как измеряют силу трения. Напрямую трение измерить нечем, поэтому пользуются простым рассуждением: при равномерном движении брусок не разгоняется, значит вдоль движения силы уравновешены — вперёд тянет динамометр, назад тормозит трение, и они равны по модулю. Стало быть, показание прибора и есть сила трения скольжения. Тянуть надо плавно: при рывке часть силы уйдёт на разгон.

Формула. Модуль работы силы трения: $A = F_{тр} \cdot s$.

Измерения. Сила: $F_{тр} = (F \pm 0{,}02)$ Н — снимаем во время равномерного движения. Путь: $s = (22{,}0 \pm 0{,}2)$ см $= (0{,}220 \pm 0{,}002)$ м — задан условием и проверяется линейкой.

Расчёт. Умножаем силу на путь в метрах. Пусть динамометр показал $0{,}80$ Н: $A = 0{,}80 \cdot 0{,}22 = 0{,}176 \approx 0{,}18$ Дж. Работа измеряется в джоулях (Дж). Трение всегда направлено против движения, поэтому его работа отрицательна, а в ответ записывают модуль.

Ответ

Расчётная формула: $A = F_{тр} \cdot s$, где $F_{тр}$ — сила трения скольжения (показание динамометра № 1 при равномерном движении бруска с тремя грузами по поверхности А рейки), $s = 0{,}22$ м — перемещение. Прямые измерения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}02)$ Н, $s = (22{,}0 \pm 0{,}2)$ см $= (0{,}220 \pm 0{,}002)$ м. Например, при $F_{тр} = (0{,}80 \pm 0{,}02)$ Н работа $A = 0{,}80 \cdot 0{,}22 = 0{,}176 \approx 0{,}18$ Дж. Работа силы трения по смыслу отрицательна, в ответе указывают её модуль.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)