Исследование движения тела под действием постоянной силы

Цели работы:

Выбор физической модели для анализа движения тела. Исследование движения тела под действием постоянной силы. Определение коэффициента трения деревянного бруска, скользящего по деревянной поверхности.

Оборудование: деревянные бруски, грузы, нить, измерительная линейка, секундомер, динамометр.

Литература: Дмитриева, В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля, «Федеральный институт развития образования» – М., издательский центр «Академия»

Теория

С помощью динамометра можно измерить силу, с которой нужно тянуть брусок с грузами по горизонтальной поверхности так, чтобы он двигался равномерно. Эта сила рав-на по модулю силе трения Fтp, действующей на брусок. С помощью того же динамометра можно найти вес бруска с грузом. Этот вес по модулю равен силе нормального давления N бруска на поверхность, по которой он скользит. Определив значения силы трения при различных значениях силы нормального давления, можно построить график зависимости Fтp от Р и найти среднее значение коэффициента трения по графику.

Ход работы

Изучите пределы измерения приборов, цену их деления и погрешность измерения. Результаты запишите в таблицу 1.

2. Соберите установку так, чтобы брусок двигался горизонтально под действием груза на нити.http://fiz.1september.ru/2008/03/09-01.gif

3. Определите среднюю скорость движения этой системы при различных комбинациях грузов.

4. Сделайте рисунки полученной установки и необходимые расчёты. Заполните таблицу 2.

5. Ответьте на вопросы:

1. Как зависит скорость движения тела от его массы, если сила тяги постоянна? (Прямо или обратно пропорционально?)

2. Как зависит скорость движения тела от силы тяги, если масса постоянна? (Прямо или обратно пропорционально?)

3. Выберите правильный вариант записи:http://fiz.1september.ru/2008/03/09-02.gif

II. Определение коэффициента трения деревянного бруска

1. Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.

2. Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Заметьте при этом показание динамометра.

3. Взвесьте брусок и груз.

4. К первому грузу добавьте второй, третий грузы, каждый раз взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения. По результатам измерений заполните таблицу:

5. По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления и, пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения µ cp

6. Рассчитайте максимальную относительную погрешность измерения коэффициента трения. Так как µ = Fтр / P, то: µср = ∆ Fтр/ Fср + ∆ P / Pср

∆ Fтр = F0 +Fи , ∆ P = P0 +Pи,

где F0,P0 – отсчетная погрешность, Fu,Pu – инструментальная погрешность (см. справочник).

7. Найдите абсолютную погрешность и запишите ответ в виде: µ = µ cp + ∆ µ

3. Исследование зависимости силы трения покоя от силы давления

1. Изменяя число грузов, поставленных на брусок, определите силу давления бруска на опору в каждом случае. Данные занесите в таблицу 4.

2. Постройте график зависимости силы трения покоя от силы давления. Сделайте вывод относительно величины и направления силы трения покоя.

4. Измерение силы трения качения

1. Измерьте массу трибометра, m=

2. Измерьте силу трения качения,F=

Сравните