Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040262

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00040262

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 15 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 на неё брусок с крючком, надеваем сверху грузы № 1 и № 2. К крючку цепляем динамометр и ведём брусок вдоль рейки на 15 см, стараясь двигать его с постоянной скоростью.

Как узнают силу трения. Прибора, который измерял бы трение напрямую, нет. Хитрость такая: если брусок едет равномерно, он не разгоняется, значит вдоль движения силы уравновешены — динамометр тянет вперёд ровно с той силой, с какой трение тянет назад. Поэтому показание динамометра в этот момент и есть сила трения скольжения. Рывок сразу всё портит: часть силы уйдёт на разгон, и стрелка покажет больше.

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

Измерения. Сила: $F_{тр} = (F \pm 0{,}02)$ Н — снимаем во время равномерного движения. Перемещение: $s = (15{,}0 \pm 0{,}2)$ см $= (0{,}150 \pm 0{,}002)$ м — задано условием и проверяется линейкой. Оба числа записываем с погрешностями.

Расчёт. Умножаем силу на путь в метрах. Пусть динамометр показал $0{,}60$ Н: $A = 0{,}60 \cdot 0{,}15 = 0{,}09$ Дж. Работа измеряется в джоулях (Дж); трение всегда мешает движению, поэтому его работа по смыслу отрицательна, а в ответе указывают модуль.

Ответ

Расчётная формула: $A = F_{тр} \cdot s$, где $F_{тр}$ — сила трения скольжения (показание динамометра при равномерном движении бруска с двумя грузами по поверхности А рейки), $s = 0{,}15$ м — перемещение. Прямые измерения: $F_{тр} = (F \pm 0{,}02)$ Н, $s = (15{,}0 \pm 0{,}2)$ см $= (0{,}150 \pm 0{,}002)$ м. Например, при $F_{тр} = (0{,}60 \pm 0{,}02)$ Н работа $A = 0{,}60 \cdot 0{,}15 = 0{,}09$ Дж. Сила трения направлена против движения, поэтому её работа отрицательна; в ответе записывают модуль.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)