Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00045337

Что тут происходит. Каретку с двумя грузами тянут динамометром по горизонтальной рейке. Коэффициент трения скольжения $\mu$ показывает, какую долю от силы, прижимающей тело к поверхности, составляет сила трения. Значит, нужно измерить две силы: силу трения и вес каретки с грузами.

Шаг 1 — вес. Подвешиваем каретку с двумя грузами на крючок динамометра и снимаем показание: в образце (комплект № 2) $P=(2{,}5\pm0{,}1)$ Н.

Шаг 2 — сила трения. Кладём каретку с грузами на рейку (сторона А) и тянем динамометром строго горизонтально, равномерно. При равномерном движении ускорения нет, поэтому силы вдоль рейки уравновешены: $F_{\text{тяги}}=F_{\text{тр}}$. Читаем показание во время скольжения, а не в момент трогания — в момент трогания действует трение покоя, оно больше. В образце $F_{\text{тяги}}=(0{,}5\pm0{,}1)$ Н.

Шаг 3 — формула. Сила трения скольжения $F_{\text{тр}}=\mu N$, где $N$ — сила реакции рейки. Рейка горизонтальная, по вертикали каретка не движется, поэтому $N=P$. Отсюда $$\mu=\dfrac{F_{\text{тр}}}{P}$$

Шаг 4 — расчёт: $$\mu=\dfrac{0{,}5\ \text{Н}}{2{,}5\ \text{Н}}=0{,}2$$ Ньютоны сократились — коэффициент трения величина безразмерная.

Насколько точен результат. Сила трения мала, и её погрешность $0{,}1$ Н — это целых $20\ \%$. Поэтому $\mu$ лежит примерно между $\dfrac{0{,}4}{2{,}6}\approx0{,}15$ и $\dfrac{0{,}6}{2{,}4}=0{,}25$. Записываем $\mu\approx0{,}2$.

Проверим себя. Если повторить опыт с одним грузом, уменьшатся и вес, и сила трения, а их отношение должно остаться примерно тем же — коэффициент трения зависит от пары поверхностей, а не от нагрузки.