Характеристика оборудования

Рубль на листке бумаги.

Положите на край стола открытку так, чтобы две трети ее выступали, а на открытку у самого края поставьте на ребро серебряный рубль или пятак (рис. 1). Конечно, это место стола не должно быть покрыто скатертью, и стол должен быть ровный, а то монета будет падать или скатываться. Возьмите затем линейку или какую-нибудь палочку и быстро ударьте по свешивающемуся концу открытки. Если удар будет сильный и быстрый, рубль не шелохнется, а открытка вылетит из-под него и упадет на пол.

 

Рис. 1

В этом опыте проявляется действие инерции. Всякое тело, находящееся в покое, само по себе не может прийти в движение: оно могло бы вечно лежать или висеть неподвижно. Поэтому говорят, что всякое покоящееся тело стремится вечно сохранять состояние покоя. Это свойство тел и называют инерцией.

В нашем опыте монета находится в покое. Удар по открытке приводит открытку в быстрое движение. Но связь между открыткой и монетой (в виде трения) так незначительна, что за короткое время удара движение открытки не может передаться монете, которая стремится сохранять состояние покоя.

Шар на шнурке.

Если повесить (рис. 2) шар или гирю на очень тонком шнурке А, а снизу укрепить другой такой же шнурок Б и медленно потянуть его вниз, то оборвется верхний шнурок, на котором висит шар. Это понятно: к верхнему шнурку приложены и тяга руки, и вес шара. Но можно при желании разорвать не верхний шнурок, а нижний. Если, немного приподняв конец нижнего шнурка, затем быстро и сильно дернуть его вниз, то оборвется именно он, а не верхний. Почему это произойдет? Чтобы сообщить шару большую скорость в короткое время, нужна сила больше той, какую способен выдержать нижний шнурок. Шар вследствие инерции не успевает сдвинуться с места или сдвигается на такое маленькое расстояние, что верхний шнурок только чуть вытягивается и не успевает порваться. Итак, быстро дергая или медленно натягивая, мы можем по желанию обрывать верхний или нижний шнурки.

Рис. 2

Как сломать палку, висящую на петлях из папиросной бумаги. Еще интереснее следующий опыт.

Достаньте тонкую сухую палочку длиной примерно 1 метр. Склейте две петли из полосок папиросной бумаги и попросите двух товарищей подержать по столовому ножу лезвиями вверх, так чтобы на них можно было повесить бумажные петли. В эти петли вложите концы палки (рис. 3).

Рис. 3

Теперь возьмите тяжелую палку и как можно сильнее ударьте по середине висящей палки. Действие получится удивительное: папиросная бумага останется цела, несмотря на то что она непрочна и висит на лезвиях ножей, а крепкая палка будет сломана. Можно так напрактиковаться, что этот опыт будет удаваться даже с петлями из волоса.

Перелом палки — тоже проявление инерции покоящегося тела. На свойстве инерции основан и следующий старинный цирковой номер. Между двумя стульями, опираясь на их спинки только ногами и затылком, лежит человек. На груди его помещается большой кусок железа, который служит наковальней. На наковальне сильными ударами молота разбивают камни. Людям, незнакомым с инерцией, этот номер кажется удивительным.

Каким образом человек без всякого вреда для себя может переносить такие удары? На самом же деле все объясняется очень просто. Наковальня при сильных (но обязательно коротких) ударах молота не успевает прийти в движение и остается в покое. Кроме того, корпус висящего человека пружинит, подстилка под наковальней мягкая, да и камень, положенный на наковальню, тоже ослабляет силу удара. Оказывается, в этом поразительном явлении нет ничего таинственного.

Вода не выливается из опрокинутой банки. Сделайте себе маленькое ведро из пустой консервной банки, пробив у ее верхнего края гвоздем две дырки и продев в них ручку из проволоки. К середине ручки привяжите бечевку Налейте в банку воды на ²/₃ высоты. Взявшись за бечевку и раскачав банку, заставьте ее быстро описывать одну окружность за другой. При каждом обороте банка на одно мгновение, находясь в самой высокой точке своего пути, будет оказываться вверх дном, но ни капли воды из нее в это время не выльется.

Вода в банке, по инерции стремясь уйти от центра вращения, прижимается ко дну и потому не выливается. В том, что вода давит на дно даже тогда, когда банка бывает опрокинутой, нетрудно убедиться, пробив в дне маленькую дырочку. При вращении из нее будет непрерывно бить струя воды, даже тогда, когда банка будет вверх дном.

 

Рис. 4

 

«Чертова петля». Иногда в цирке показывают такой интересный номер. На арене устраивают из досок дорожку в виде вертикальной петли. По ней сверху вниз спускается велосипедист. Разогнавшись, он проезжает по петле и на мгновение оказывается перевернутым вниз головой.

Это кажется очень страшным. На самом деле за велосипедиста можно не опасаться. Его, как и воду во вращающемся ведерке, надежно прижимает к дорожке действие инерции. Такую петлю ее изобретатель, цирковой артист Нуазет, назвал «чертовой».

Вы можете легко сделать себе игрушечную «чертову петлю». Готовая петля показана на рис.5, а размеры ее на рис.6.

Рис.5

Рис.6

 

 

Вырежьте из плотной бумаги полосу шириной 3,5 сантиметра и длиной 50 сантиметров и два кружка диаметром 13 сантиметров. На полосе проведите карандашом две прямые линии на расстоянии 1 сантиметра от краев. По этим прямым полосу нужно аккуратно загнуть. Сделать это легче всего так. Наложите на полосу линейку точно по одной из прямых и подложенным под выступающий край бумаги ножом проведите вдоль линейки, пригибая край бумаги к ребру линейки. Этот прием показан на рис. 8, А. Так же сделайте и второй сгиб. Загнутые сантиметровые края полосы надрежьте ножницами приблизительно через каждые полсантиметра. Теперь смажьте края одного кружка клеем и, накладывая один за другим зубцы бумажной полосы, хорошенько приклейте ее к кружку. Клеить надо так, чтобы кружок оказался внутри петли.

Рис. 8

Когда клей подсохнет, вырежьте середину кружка, как раз по концам зубцов (рис. 8, Б). Таким же способом приклейте ко второму кружку другую сторону полоски и также вырежьте его середину. В том месте, где приклеено начало полоски, петлю нужно разрезать. Теперь ее можно так раздвинуть, чтобы она пошла по винтовой линии. Изготовленная полоска бумаги оказалась длиннее окружности кружка примерно на 10 сантиметров. Эту часть полоски нужно тоже закруглить. Вырежьте из бумаги еще один круг, такого же диаметра, как и первые два, разрежьте его на четыре части и вклейте четвертушки в готовую часть петли изнутри. К этой вклеенной части приклейте остаток полоски (рис. 8, В) и срежьте все лишнее.

Остается только к концу петли подклеить желобы. С одной стороны нужно подклеить желоб длиной 42 сантиметра, а с другой — 25 сантиметров. В том месте петли, где получились два желоба рядом, хорошо склейте их.

Теперь нужно испытать петлю до установки на подставку. Лучше всего катить в этой петле шарик. Шарик можно подобрать от старого шарикоподшипника. Можно скатать его из черного хлеба или из глины, только поточнее. Поставьте петлю на стол в том положении, в котором она будет закреплена, и попробуйте пустить шарик с конца более высокого желоба. Он должен быстро пробежать по всей петле и выскочить с короткого конца. Бывает, что шар доходит только до верха петли и оттуда срывается вниз.

Тут может быть несколько причин. Может быть, нужно повернуть петлю, чтобы конец желоба стал выше; хлебный шарик не пробегает петлю, если он высох и стал очень легким. Конечно, если шарик похож скорее на сливу или на грушу, не ждите хороших результатов. Но если вы сделали все правильно, петля должна заработать сразу. Испытав петлю, приклейте ее к фанерке и укрепите на бумажных стойках. Стойки не нужно делать деревянными; бумага, согнутая в виде буквы «П», отлично держит. Сделайте еще один кусочек желоба для подкоса, который дополнительно поддерживает длинный желоб петли.

КОЛИЧЕСТВО ДВИЖЕНИЯ

На граненый стакан положите фанерную доску с достаточно тяжелым телом, например, гирей массой 10 кг. Попробуйте разбить стакан сильными ударами слесарного молотка по гире. Почему стакан не бьется? Где наблюдается аналогичное явление в практике? Удар молотка приходится по телу, обладающему достаточно большой массой. Изменение количества движения этого тела незначительно. Отсюда передача действия молотка на стакан также незначительна. Подобное явление можно наблюдать, например, в кузнице — это удары молота по наковальне, пневматические и паровые молоты.

Опыт с двойным конусом. Аккуратно сделайте из плотной бумаги два конуса с диаметром основания 6 сантиметров и высотой 7 сантиметров (рис. 12, Б). Потом склейте их основаниями и дайте хорошенько высохнуть. Еще лучше выточить такой двойной конус из дерева. Затем выпилите из фанеры две дощечки длиной по 30 сантиметров и высотой с одной стороны 2 сантиметра, а с другой — 4,5 сантиметра (рис. 12, В). Наклонные ребра дощечек должны быть совершенно ровными и гладкими (их нужно хорошо протереть стеклянной бумагой).

Можно сделать дощечки любых других размеров, например длиннее, но разность высот коротких сторон должна быть обязательно меньше радиуса оснований конусов. У нас радиус основания конусов 3 сантиметра, а разность высот дощечек 4,5–2 = 2,5 сантиметра (меньше радиуса).

Сложите теперь дощечки узкими концами, раздвиньте их другие концы на длину конуса. Положите конус серединой на соединение дощечек, и вы увидите, что он, вращаясь и поднимаясь как бы в гору, докатится до раздвинутых широких концов дощечек. На первый взгляд это кажется чем-то особенным, но эта кажущаяся

несообразность объясняется тем, что конус-то, собственно, не поднимается вверх, а падает, так как центр тяжести его, совпадающий с центром фигуры, при движении к раздвинутым концам дощечек опускается ниже, чем был при начале движения. Это можно рассмотреть на рис. 12, В. Если сдвинуть обе дощечки ближе, чтобы конус не опускался так глубоко, то он и не покатится кверху. Чтобы дощечки не раздвигались, прибейте к ним поперечную деревянную планку

Рис. 12

Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, два груза, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки. Абсолютная погрешность измерения силы составляет ±0,1 Н.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта коэффициента трения скольжения;

3) укажите результаты измерения веса каретки с грузами и силы трения скольжения при движении каретки с грузами по поверхности рейки с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите числовое значение коэффициента трения скольжения.

 

Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и один груз, соберите экспериментальную установку для измерения жёсткости пружины. Определите жёсткость пружины, подвесив к ней один груз. Для измерения веса груза воспользуйтесь динамометром. Абсолютная погрешность измерения длины составляет ±1 мм, абсолютная погрешность измерения силы составляет ±0,05 Н.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта жёсткости пружины;

3) укажите результаты измерения веса груза и удлинения пружины с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите числовое значение жёсткости пружины.

 

Используя штатив с муфтой и лапкой, груз с прикреплённой к нему нитью, метровую линейку и секундомер, соберите экспериментальную установку для исследования свободных колебаний нитяного маятника. Определите время 30 полных колебаний и посчитайте частоту колебаний для случая, когда длина нити равна 50 см. Абсолютная погрешность измерения времени составляет ±0,2 с.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта частоты колебаний;

3) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите численное значение частоты колебаний маятника.

 

Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 1, соберите экспериментальную установку для определения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр № 1. Абсолютная погрешность измерения массы составляет ±1 г. Абсолютная погрешность измерения объёма равна цене деления мензурки.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки для определения объёма тела;

2) запишите формулу для расчёта плотности;

3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объёма с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите численное значение плотности материала цилиндра.

 

Используя штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикрепленной к нему нитью, линейку и часы с секундной стрелкой (или секундомер), соберите экспериментальную установку для исследования зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити. Определите время для 30 полных колебаний и вычислите период колебаний для трех случаев, когда длина нити равна, соответственно, 1 м, 0,5 м и 0,25 м. Абсолютная погрешность измерения времени составляет ±0,2 с.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний для трех длин нити маятника в виде таблицы;

3) вычислите период колебаний для каждого случая и результаты занесите в таблицу;

4) сформулируйте вывод о зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити.

 

Используя динамометр, стакан с водой, цилиндр № 2, соберите экспериментальную установку для определения выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на цилиндр. Абсолютная погрешность измерения силы составляет ±0,1 Н.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта выталкивающей силы;

3) укажите результаты измерений веса цилиндра в воздухе и веса цилиндра в воде с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите численное значение выталкивающей силы.

 

Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр с пределом измерения 4 Н, линейку и набор из трёх грузов по 100 г каждый, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени растяжения пружины. Определите растяжение пружины, подвешивая к ней поочередно один, два и три груза. Для определения веса грузов воспользуйтесь динамометром. Абсолютная погрешность измерения длины составляет ±1 мм. Абсолютная погрешность измерения силы составляет ±0,1 Н.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) укажите результаты измерения веса грузов и удлинения пружины для трёх случаев в виде таблицы (или графика) с учётом абсолютных погрешностей измерений;

3) сформулируйте вывод о зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени растяжения пружины.

 

Используя шта­тив лабораторный с муф­той и лапкой, пружину, грузы мас­сой (100 ± 2) г, ли­ней­ку длиной 300 мм с мил­ли­мет­ро­вы­ми делениями, со­бе­ри­те установку для опре­де­ле­ния жёсткости пружины. Под­весь­те пружину за один из кон­цов к штативу. При­кре­пив к сво­бод­но­му концу пру­жи­ны груз, из­мерь­те удлинение пружины. Абсолютная погрешность измерения длины равна цене деления.

 

В от­ве­те:

1) сделайте ри­су­нок экспериментальной установки;

2) запишите фор­му­лу для опре­де­ле­ния силы упругости;

3) запишите усло­вие равновесия груза на пружине;

4) укажите результаты измерения удли­не­ния пружины после при­креп­ле­ния к ней одного, двух и трёх грузов с учётом абсолютных погрешностей измерений;

5) определите жёсткость пру­жи­ны и оце­ни­те погрешность её измерения.

 

Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, три одинаковых груза и направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для изучения свойств силы трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки. Поставьте на каретку один груз и измерьте силу, которую необходимо приложить к каретке с грузом, для того чтобы двигать её с постоянной скоростью. Затем поставьте на каретку ещё два груза и повторите эксперимент. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния силы со­став­ля­ет ±0,1 Н.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта модуля силы трения скольжения и модуля силы нормальной реакции опоры;

3) укажите результаты измерения веса каретки с грузами и модуля силы трения скольжения при движении каретки с одним грузом и с тремя грузами по поверхности рейки с учётом аб­со­лют­ных по­греш­но­стей из­ме­ре­ний;

4) сделайте вывод о связи между модулем силы трения скольжения и модулем силы нормальной реакции опоры.

 

Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и 2 груза, соберите экспериментальную установку для определения жесткости пружины. Определите жесткость пружины, подвесив к ней два груза. Для определения веса грузов воспользуйтесь динамометром. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния длины со­став­ля­ет ±1 мм. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния силы со­став­ля­ет ±0,1 Н.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчета жесткости пружины;

3) укажите результаты измерения веса грузов и удлинения пружины с учётом аб­со­лют­ных по­греш­но­стей из­ме­ре­ний;

4) запишите численное значение жесткости пружины.

 

Используя рычаг, три груза, штатив и динамометр, соберите установку для исследования равновесия рычага. Три груза подвесьте слева от оси вращения рычага следующим образом: два груза на расстоянии 6 см и один груз на расстоянии 12 см от оси. Определите момент силы, которую необходимо приложить к правому концу рычага на расстоянии 6 см от оси вращения рычага для того, чтобы он оставался в равновесии в горизонтальном положении. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния длины со­став­ля­ет ±0,5 см. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния силы со­став­ля­ет ±0,2 Н.

 

В ответе:

1) зарисуйте схему экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта момента силы;

3) укажите результаты измерений приложенной силы и длины плеча с учётом аб­со­лют­ных по­греш­но­стей из­ме­ре­ний;

4) запишите числовое значение момента силы.

 

Используя шта­тив с муфтой, не­по­движ­ный блок, нить, два груза и динамометр, со­бе­ри­те экспериментальную уста­нов­ку для из­ме­ре­ния работы силы упру­го­сти при рав­но­мер­ном подъёме гру­зов с ис­поль­зо­ва­ни­ем неподвижного блока. Опре­де­ли­те работу, со­вер­ша­е­мую силой упру­го­сти при подъёме гру­зов на вы­со­ту 10 см. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния длины со­став­ля­ет ±0,5 см. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния силы со­став­ля­ет ±0,2 Н.

 

В ответе:

1) сде­лай­те рисунок экс­пе­ри­мен­таль­ной установки;

2) за­пи­ши­те формулу для расчёта ра­бо­ты силы упругости;

3) ука­жи­те результаты пря­мых измерений силы упру­го­сти и пути с учётом аб­со­лют­ных по­греш­но­стей из­ме­ре­ний;

4) за­пи­ши­те числовое зна­че­ние работы силы упругости.

 

Используя динамометр, стакан с водой, цилиндр № 1, соберите экспериментальную установку для определения выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на цилиндр. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния силы со­став­ля­ет ±0,2 Н.

 

В ответе:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта выталкивающей силы;

3) укажите результаты показаний динамометра при взвешивании цилиндра в воздухе и показаний динамометра при взвешивании цилиндра в воде с учётом аб­со­лют­ных по­греш­но­стей из­ме­ре­ний;

4) запишите численное значение выталкивающей силы.

 

Используя ка­рет­ку (брусок) с крючком, динамометр, два груза, на­прав­ля­ю­щую рейку, со­бе­ри­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку для из­ме­ре­ния ра­бо­ты силы тре­ния сколь­же­ния при дви­же­нии ка­рет­ки с гру­за­ми по по­верх­но­сти рейки на рас­сто­я­ние 40 см. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния длины со­став­ля­ет ±0,5 см. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния силы со­став­ля­ет ±0,1 Н.

 

В ответе:

1) сде­лай­те ри­су­нок экс­пе­ри­мен­таль­ной установки;

2) за­пи­ши­те фор­му­лу для расчёта ра­бо­ты силы тре­ния скольжения;

3) ука­жи­те ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ния мо­ду­ля пе­ре­ме­ще­ния ка­рет­ки с гру­за­ми и силы тре­ния сколь­же­ния при дви­же­нии ка­рет­ки с гру­за­ми по по­верх­но­сти рейки с учётом аб­со­лют­ных по­греш­но­стей из­ме­ре­ний;

4) за­пи­ши­те чис­ло­вое зна­че­ние ра­бо­ты силы тре­ния скольжения.

 

Используя шта­тив с муф­той и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью, ли­ней­ку и часы с се­кунд­ной стрел­кой (или секундомер), со­бе­ри­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку для ис­сле­до­ва­ния за­ви­си­мо­сти ча­сто­ты сво­бод­ных ко­ле­ба­ний ни­тя­но­го ма­ят­ни­ка от длины нити. Ам­пли­ту­да ко­ле­ба­ний ма­ят­ни­ка долж­на быть малой (не более 10–15°). Опре­де­ли­те время для 30 пол­ных ко­ле­ба­ний и вы­чис­ли­те ча­сто­ту ко­ле­ба­ний для трёх случаев, когда длина нити равна, соответственно, 1 м, 0,5 м и 0,25 м. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния времени со­став­ля­ет ±1 с.

 

В ответе:

1) сде­лай­те ри­су­нок экс­пе­ри­мен­таль­ной установки;

2) ука­жи­те ре­зуль­та­ты пря­мых из­ме­ре­ний числа ко­ле­ба­ний и вре­ме­ни ко­ле­ба­ний для трёх длин нити ма­ят­ни­ка в виде таблицы с учётом аб­со­лют­ных по­греш­но­стей из­ме­ре­ний;

3) вы­чис­ли­те ча­сто­ту ко­ле­ба­ний для каж­до­го слу­чая и ре­зуль­та­ты за­не­си­те в таблицу;

4) сфор­му­ли­руй­те вывод о за­ви­си­мо­сти ча­сто­ты сво­бод­ных ко­ле­ба­ний ни­тя­но­го ма­ят­ни­ка от длины нити.

 

Характеристика оборудования

При вы­пол­не­нии за­да­ния ис­поль­зу­ет­ся ком­плект обо­ру­до­ва­ния № 7 в составе:

• шта­тив с муф­той и лапкой;

• мет­ро­вая ли­ней­ка;

• шарик с прикреплённой к нему нитью дли­ной 110 см;

• часы с се­кунд­ной стрел­кой.

 

Используя ка­рет­ку (брусок) с крючком, динамометр, набор из трёх грузов, на­прав­ля­ю­щую рейку, со­бе­ри­те экспериментальную уста­нов­ку для ис­сле­до­ва­ния зависимости силы тре­ния скольжения между ка­рет­кой и по­верх­но­стью горизонтальной рейки от силы нор­маль­но­го давления. Опре­де­ли­те силу тре­ния скольжения, по­ме­щая на ка­рет­ку поочерёдно один, два и три груза. Для опре­де­ле­ния веса ка­рет­ки с гру­за­ми воспользуйтесь динамометром. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния силы со­став­ля­ет ±0,1 Н.

 

В блан­ке ответов:

1) сде­лай­те рисунок экс­пе­ри­мен­таль­ной установки;

2) ука­жи­те результаты из­ме­ре­ний веса ка­рет­ки с гру­за­ми и силы тре­ния скольжения для трёх слу­ча­ев в виде таб­ли­цы (или графика) с учётом аб­со­лют­ных по­греш­но­стей из­ме­ре­ний;

3) сфор­му­ли­руй­те вывод о за­ви­си­мо­сти силы тре­ния скольжения между ка­рет­кой и по­верх­но­стью рейки от силы нор­маль­но­го давления.

 

Используя шта­тив с муфтой, не­по­движ­ный блок, нить, два груза и динамометр, со­бе­ри­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку для из­ме­ре­ния ра­бо­ты силы упру­го­сти при рав­но­мер­ном подъёме гру­зов с ис­поль­зо­ва­ни­ем не­по­движ­но­го блока. Опре­де­ли­те работу, со­вер­ша­е­мую силой упру­го­сти при подъёме двух соединённых вме­сте гру­зов на вы­со­ту 10 см. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния длины со­став­ля­ет ±1 мм. Аб­со­лют­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния силы равна цене деления динамометра.

 

В ответе:

1) сде­лай­те ри­су­нок экс­пе­ри­мен­таль­ной установки;

2) за­пи­ши­те фор­му­лу для расчёта ра­бо­ты силы упругости;

3) ука­жи­те ре­зуль­та­ты пря­мых из­ме­ре­ний силы упру­го­сти и пути с учётом аб­со­лют­ных по­греш­но­стей из­ме­ре­ний;

запишите чис­ло­вое зна­че­ние ра­бо­ты силы упругости.

3. t = 42,0 ± 0,2 c; N = 30.

 

Цель работы: научиться выполнять измерение способом рядов.

Измерительным инструментом в этой работе является линейка. Цену ее деления вы легко можете определить. Обычно цена деления линейки - 1 мм. Определить простым измерением с помощью линейки точный размер какого-либо маленького предмета (например, зернышка пшена) невозможно.

Если просто приложить линейку к зерну (см. рисунок), то и можно сказать, что диаметр его больше 1 мм и меньше 2 мм. Это измерение очень не точное. Чтобы получить более точное значение можно использовать другой инструмент (например, штангенциркуль

или даже микрометр). Наша же задача получить более точное измерение при помощи той же самой линейки. Для этого можно поступить следующим образом. Положим некоторое количество зернышек вряд вдоль линейки, чтобы между ними не оставалось промежутков.

Так мы измерим длину ряда зерен. Зерна имеют одинаковый диаметр. Следовательно, чтобы получить диаметр зерна нужно разделить длину ряда на количество зерен его составляющих.

27 мм: 25 шт = 1,08 мм

На глаз видно, что длина ряда несколько больше 27 миллиметров, поэтому ее можно считать 27,5 мм. Тогда: 27,5 мм: 25 шт = 1,1 мм

При отличии первого измерения от второго на 0,5 миллиметра результат отличается всего на 0,02 (две сотых!) миллиметра. Для линейки с ценой деления в 1 мм результат измерения очень точный. Это и называется способом рядов.

Пример выполнения работы:

Вычисления:

где d - диаметр

l - длина ряда

n - число частиц в ряду

1) пшено

2) дробь

3) молекула

(фотография)

Так как фотография сделана с увеличением в 70000 раз истинный размер молекулы будет в 70000 раз меньше, чем на фотографии