Дослідження руху та рівноваги зв’язаних тіл

Курс: 1

Предмет: Фізика

Лабораторна робота

Дослідження руху та рівноваги зв’язаних тіл.

Мета: визначити коефіцієнт тертя ковзання дерева по дереву та для заданого значення коефіцієнта тертя розрахувати умову рівноваги системи.

Обладнання: лінійка, терези з тягарцями (або динамометр), секундомір, дерев’яна поверхня, дерев’яний брусок, нерухомий блок, важок масою 100 г, міцна нитка завдовжки 1,5–2 м.

Хід роботи

Підготовка до експерименту

1. Зберіть експериментальну установку (див. рис. 1).[pic 1]

2. Скориставшись формулою переміщення, доведіть: коли брусок 1 починає рух під дією тягарця 2, їх прискорення можна визначити за формулою [pic 2].

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Для кожного тіла запишіть рівняння другого закону Ньютона і, врахувавши, що , а , доведіть, що [pic 3][pic 4]

[pic 5]

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. З умови рівноваги тіла 1: [pic 6], та умови рівноваги тіла 2: [pic 7], отримати вираз для[pic 8].

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки. Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.

Хід роботи

Завдання 1

1. Встановіть  масу  бруска 1 та масу  тягарця 2 та запишіть їх значення в таблицю. [pic 9][pic 10]
2. Оберіть певне значення коефіцієнта тертя.
3. Розпочніть рух системи натисканням на зелену кнопку. Виміряйте час опускання та відстань, що пройшла анімаційна вантажівка. Ця відстань буде дорівнювати висоті опускання тягарця.
4. Занесіть результат до таблиці.
5. Змініть масу на вантажівці та масу тягарця на різне значення мас і слідкуйте, щоб система могла рухатися. Якщо маси тягарця недостатньо для руху з’явиться знак [pic 11] і тоді слід змінити масу так, що рух з’явився.
6. Досліди повторити 5 разів, при чому за допомогою жовтої кнопки можна змінювати відстань, яку проходить вантажівка і записувати відповідні значення.

Таблиця вимірювань

Опрацювання результатів експерименту

1. За формулою [pic 16]розрахувати значення прискорення для всіх дослідів.
2. За формулою[pic 17] розрахувати коефіцієнт тертя.
3. Визначити середнє значення коефіцієнта тертя [pic 18].
4. Знайдіть абсолютну похибку вимірювань за формулою середньої арифметичного значення абсолютних похибок всіх вимірювань:

 [pic 19]

1. Оцініть відносну похибку експерименту, порівнявши значення коефіцієнта тертя ковзання  дерева по дереву, отриманого в ході експерименту, з обраним в анімації значенням μ: .[pic 20][pic 21]

Таблиця розрахунків

11. Для обраного значення коефіцієнта тертя ковзання визначити максимальне значення  маси тягарця, [pic 26] в кг, ([pic 27]) при якому система буде перебувати в рівновазі.