ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Проверка условия равновесия рычага

Лабораторная работа № 3

Изучение силы трения

Цель: измерить силу трения скольжения, выяснить факторы, влияющие на ее величину, и экспериментально измерить силы трения скольжения и трения качения.

Оборудование: деревянная доска, полоска пластмассы (можно использовать пластмассовую поверхность крышки стола), деревянный брусок с отверстиями, набор грузов массой 100 г каждый, две цилиндрические палочки (можно использовать карандаши).

Порядок выполнения работы

1. Измерьте с помощью динамометра и занесите в таблицу 1 значение веса деревянного бруска с отверстиями.

2. Перемещая с помощью динамометра равномерно брусок по горизонтальной поверхности деревянной доски, измерьте и занесите в таблицу 1 значение силы упругости пружины динамометра, которая численно равна силе трения . Измерения повторите не менее трех раз, найдите среднее значение силы трения .

3. Повторите измерения, передвигая брусок с грузами массой 100 г каждый поочередно с одним, двумя и тремя грузами. Сделайте вывод о причинах изменения силы трения.

Таблица 1

	№ п/п

Вес бруска , H
Сила трения , H
, Н
Вес бруска с одним грузом , H
Сила трения , H
, Н
Вес бруска с двумя грузами , H
Сила трения , H
, Н
Вес бруска с тремя грузами , H
Сила трения , H
, Н

4. Используя брусок с тремя грузами массой 100 г каждый, измерьте силу трения скольжения бруска по пластмассе. Данные измерений занесите в таблицу 2.

Таблица 2

№ п/п	Вес бруска с тремя грузами , H	Сила трения , H	, Н
			-
			-

Сравните средние значения силы трения скольжения бруска с тремя грузами по деревянной и пластмассовой поверхностям, сделайте вывод.

5. Используя брусок с тремя грузами массой 100 г каждый, измерьте силу трения качения, подложив под брусок две цилиндрические палочки. Данные измерений занесите в таблицу 3.

Таблица 3

№ п/п	Вес бруска с тремя грузами , H	Сила трения , H	, Н
			-
			-

6. Сравните средние значения сил трения скольжения и трения качения, сделайте вывод.

Ответьте на вопросы

1. Каковы причины возникновения силы трения?

2. Почему во всех измерениях необходимо передвигать брусок равномерно?

3. Постройте график зависимости средней силы трения скольжения от силы давления (веса) бруска (таблица 1). Какой вывод можно сделать из анализа построенного графика?

Определение коэффициента трения скольжения

Цель опыта:исследовать факторы, влияющие на значение силы трения, формирование умений определять коэффициент трения покоя и коэффициент трения скольжения.

Работа 3.2.1

Оборудование: деревянный брусок с отверстиями, доска, грузы массой 100 г каждый, штатив, динамометр, линейка.

Вывод расчетных формул

Если деревянный брусок (рис. 1а) равномерно движется по доске, то векторная сумма всех сил, действующих на него, равна нулю.

Рисунок 1

На движущийся брусок действуют силы (рис. 1б) – упругости пружины динамометра , трения , тяжести и реакции доски :

В проекции на ось Ох уравнение (1) примет вид:

или .

Но модуль силы трения , где – коэффициент трения скольжения.

Модуль силы реакции можно определить, найдя проекции всех сил в уравнении (1) на ось Оу:

Тогда модуль силы трения .

Отсюда находим коэффициент трения скольжения

Учитывая, что модуль силы тяжести груза в состоянии покоя равен модулю веса Р груза, получим

Порядок выполнения работы

1. С помощью динамометра измерьте вес бруска с одним грузом. Измерения повторите три раза. Результаты измерений занесите в таблицу 1.

2. На брусок положите груз, прикрепите динамометр и равномерно перемещайте брусок по доске. Измерьте модуль силы упругости пружины динамометра. Опыт повторите не менее пяти раз. Результаты измерений занесите в таблицу.

Таблица 1

Количество грузов	Р, Н	, Н	, Н	, Н
Повторные измерения	Повторные измерения

3. Опыты, описанные в пунктах 1 и 2, повторите с двумя, тремя грузами. Данные занесите в таблицу.

4. Найдите средние значения и в опытах с одним, двумя и тремя грузами.

5. Постройте график зависимости среднего значения силы от среднего значения веса бруска с грузами.

6. По графику определите среднее значение коэффициента трения скольжения :

7. По методу цены деления рассчитайте абсолютную и относительную , погрешности прямых измерений веса Р бруска с грузами. Запишите окончательный результат прямых измерений веса Р в интервальной форме:

Ответьте на вопросы

1. Почему сила трения при равномерном движении бруска с грузами меньше, чем максимальные показания динамометра в момент перед началом движения?

2. От чего зависит коэффициент трения скольжения?

3. Как с помощью линейки, бруска с грузами и доски определить коэффициент трения дерева по дереву?

Работа 3.2.2.

Оборудование: прибор для изучения законов механики с принадлежностями, секундомер, оптоэлектрические датчики.

Порядок выполнения работы

1. Установка для выполнения опыта схематически изображена на рисунке.

2. Приподнимите подъемным механизмом конец основания прибора на максимально возможную высоту. Вторую половину основания прибора установите горизонтально.

3. Вставьте стержень с флажком в отверстие расположенное на боковой грани тела с различными поверхностями трения, а второй стержень – в отверстие на верхней грани тела.

4. Измерьте длину флажка бокового стержня.

5. Взвешиванием определите массу тела вместе со стержнями и среднюю массу одной шайбы.

6. Установите тело на наклонной поверхности желоба и убедитесь, что оно может свободно перемещаться по направляющим желоба.

7. Положите на тело некоторое количество N шайб, и освободите тело. Если тело не движется, уменьшите число шайб и вновь проверьте движение системы. Повторяйте это действие до тех пор, пока тело не начнет двигаться. Массу шайб m₁ вычислите по формуле m₁= N < m₀>.

8. Установите оптический датчик на наклонной части основания таким образом, чтобы его основание (магнит) соприкасалось с металлической линейкой на верхней стороне основания прибора. Убедитесь, что флажок бокового стержня проходит через створ оптического датчика.

9. Подсоедините оптический датчик к гнезду 1 секундомера, установите прибор в режим (ONE).

10.Устанавливая тело в одно и то же исходное положение, несколько раз измерьте промежуток времени, в течение которого флажок двигался в створе оптического датчика (прошел путь равный собственной длине), после освобождения тела.

11. Рассчитайте модуль скорости тела в тот момент, когда флажок проходит через створ датчика при различных положениях датчика и убедитесь в том, что тело движется равномерно. Если тело двигалось равноускоренно, и значения модулей скорости, полученные при различных положениях датчика значительно отличаются друг от друга, рассчитайте модуль ускорения тела ( , если v₀=0, где – длина флажка, – промежуток времени, в течение которого флажок двигался в створе оптического датчика).

12.Повторите измерения для других поверхностей трения и при других значениях массы тела.

13. Используя результаты измерений и вычислений, рассчитайте коэффициент трения скольжения для различных поверхностей трения:

· по формуле , если движение было равномерным;

· по формуле , при равноускоренном движении тела.

14.Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

Таблица 2

, м	, кг	, кг	, кг	, кг	, с	,	,

Проверка условия равновесия рычага

Цель: опытным путем проверить условие равновесия рычага.

Оборудование: рычаг съемный с осью, штатив, набор грузов массой 100 г каждый.

Порядок выполнения работы

1. Укрепите в штативе на высоте 30 – 40 см рычаг – линейку с проволочными петельками и крючками (рисунок 1). С помощью регулировочных винтов установите рычаг горизонтально.

2. Подвесьте на один из крючков два груза, а на другой – один. Передвигая петельки, добейтесь горизонтального положения рычага.

3. Измерьте и занесите в таблицу значения длины плеча левой силы (веса двух грузов) и правой силы (веса одного груза), вычислите и занесите в таблицу 1 отношение длин плеч и сравните его с отношением сил . Рисунок 1

4. Вычислите и занесите в таблицу значения моментов каждой из сил ( ).

5. Придерживая рычаг рукой, передвиньте петельку с одним грузом вправо примерно на 8 - 10 см. Рычаг выйдет из горизонтального положения. Передвигая петельку с двумя грузами влево, добейтесь горизонтального положения рычага.

6. Измерьте и занесите в таблицу новые значения длины плеча левой силы и правой силы . Вычислите моменты сил и , отношения сил и плеч . Результаты вычислений занесите в таблицу 1.

Таблица 1

№ п/п	Сила F₁, Н	Плечо l₁, м	Момент силы М₁, Н·м	Сила F₂, Н	Плечо l₂, м	Момент силы М₂, Н·м	Отношение
сил	плеч

7. Сравните моменты сил и , отношения сил и плеч , сделайте выводы.

Ответьте на вопросы

1. Сохранится ли равновесие рычага, если справа и слева к грузам подвесить по одному дополнительному грузу массой 100 г?

2. Влияет ли в данной работе на равновесие рычага сила тяжести, действующая на рычаг? Почему?

3. Сравните силу необходимую для подъема учебника физики, с силой необходимой для отрыва от стола одного края этого учебника. Дайте физическое объяснение различия этих сил.