Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040171

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00040171

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 18 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 на стол поверхностью А вверх. Ставим на неё брусок с крючком и нагружаем его тремя грузами (№ 1, № 2 и № 3). К крючку цепляем динамометр № 1 и тянем брусок горизонтально вдоль рейки на расстояние 18 см, стараясь вести его с постоянной скоростью.

Почему показание динамометра равно силе трения. Если брусок едет равномерно, он не разгоняется и не тормозит — значит, тянущая сила динамометра в точности уравновешена силой трения скольжения. Стоит дёрнуть рывком, и равенство нарушится: часть силы уйдёт на разгон, а стрелка запляшет.

Формула. Работа силы по модулю равна произведению силы на путь: $A = F_{тр} \cdot s$.

Измерения. Силу снимаем во время равномерного движения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}02)$ Н. Путь задан условием и проверяется линейкой: $s = (18{,}0 \pm 0{,}2)$ см, то есть $(0{,}180 \pm 0{,}002)$ м. Обе величины записываем с погрешностями — это отдельный оцениваемый пункт.

Расчёт. Умножаем силу на путь в метрах. Пусть динамометр показал $0{,}80$ Н: $A = 0{,}80 \cdot 0{,}18 = 0{,}144 \approx 0{,}14$ Дж. Работа измеряется в джоулях (Дж). Трение всегда мешает движению, поэтому его работа по смыслу отрицательна, а числом в ответе записывают её 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), $s = 0{,}18$ м — перемещение бруска. Прямые измерения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}02)$ Н, $s = (18{,}0 \pm 0{,}2)$ см $= (0{,}180 \pm 0{,}002)$ м. Например, при $F_{тр} = (0{,}80 \pm 0{,}02)$ Н получается $A = 0{,}80 \cdot 0{,}18 \approx 0{,}14$ Дж. Сила трения направлена против движения, поэтому её работа отрицательна; в ответе указывают модуль.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)