Решение: Измерение коэффициента трения
Используя брусок с крючком, динамометр № 2, грузы № 1, № 2 и № 3, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трения скольжения между бруском с тремя грузами и поверхностью рейки. Используйте поверхность рейки, обозначенную Б. Абсолютная погрешность измерения силы равна ±0,1 Н.
В развернутом ответе изобразите установку и укажите способ измерения силы трения скольжения, запишите формулу для расчёта коэффициента трения, приведите результаты измерения веса бруска с грузами и силы трения скольжения с учётом абсолютных погрешностей, а также вычислите коэффициент трения скольжения.
Решение по шагам
6 шаговБрусок с тремя грузами устанавливают на поверхность рейки, обозначенную Б, и соединяют крючок бруска с динамометром. Динамометр располагают горизонтально.
Сначала измеряют вес бруска с грузами. Для этого брусок подвешивают к динамометру и фиксируют показание.
$$P = (P_{\text{изм}} \pm 0{,}1)\ \text{Н}$$Затем равномерно тянут брусок по рейке. Среднее постоянное показание динамометра принимают за силу трения скольжения, поскольку при равномерном движении равнодействующая сил равна нулю.
$$F_{\text{тр}} = F_{\text{тяги}}$$Для горизонтальной поверхности сила нормальной реакции равна весу бруска с грузами.
$$N = P$$Коэффициент трения скольжения находят делением силы трения на силу нормальной реакции.
$$\mu = \dfrac{F_{\text{тр}}}{N} = \dfrac{F_{\text{тр}}}{P}$$Например, при измерениях $P = (4{,}0 \pm 0{,}1)\ \text{Н}$ и $F_{\text{тр}} = (1{,}2 \pm 0{,}1)\ \text{Н}$ получаем:
$$\mu = \dfrac{1{,}2}{4{,}0} = 0{,}30$$Пример оформления: установка с горизонтальным динамометром; $P = (4{,}0 \pm 0{,}1)\ \text{Н}$, $F_{\text{тр}} = (1{,}2 \pm 0{,}1)\ \text{Н}$, $\mu = 0{,}30$. Допустимы другие результаты, согласующиеся с реальными измерениями.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Измеряют силу трения при ускоренном движении бруска.
Не указывают, что динамометр должен быть расположен горизонтально.
Используют массу вместо веса в формуле для коэффициента трения.
Не учитывают абсолютную погрешность ±0,1 Н.
Записывают силу тяги, не объясняя, почему при равномерном движении она равна силе трения.