Решение: Измерение коэффициента трения
Используя брусок с крючком, динамометры № 1 и № 2, грузы № 1 и № 2 и направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трения скольжения между бруском с двумя грузами и поверхностью рейки. Используйте поверхность рейки, обозначенную А. Абсолютная погрешность измерения силы при помощи динамометра № 1 равна ±0,02 Н, а при помощи динамометра № 2 — ±0,1 Н.
В развернутом ответе:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки, указав способ измерения силы трения скольжения;
2) запишите формулу для расчёта коэффициента трения скольжения;
3) укажите результаты измерения веса бруска с грузами и силы трения скольжения при движении бруска с грузами по поверхности рейки с учётом абсолютных погрешностей измерений;
4) запишите значение коэффициента трения скольжения.
Решение по шагам
5 шаговБрусок с грузами устанавливают на горизонтальную поверхность А направляющей рейки. Для измерения веса брусок с грузами подвешивают к динамометру № 1 и фиксируют показание.
$$P = P_{\text{изм}} \pm 0{,}02\ \text{Н}$$Для измерения силы трения динамометр № 2 соединяют с крючком бруска и тянут брусок горизонтально, поддерживая равномерное движение. При равномерном движении показание динамометра равно силе трения скольжения.
$$F_{\text{тр}} = F_{\text{изм}} \pm 0{,}1\ \text{Н}$$Так как брусок движется по горизонтальной поверхности, сила нормальной реакции равна весу бруска с грузами.
$$N = P$$Коэффициент трения скольжения находят как отношение силы трения к силе нормальной реакции.
$$\mu = \dfrac{F_{\text{тр}}}{N} = \dfrac{F_{\text{тр}}}{P}$$Вместо численных значений в работе записывают результаты, полученные по показаниям динамометров, с указанными абсолютными погрешностями, после чего подставляют их в формулу.
Экспериментальная установка: брусок с двумя грузами на поверхности А соединён с динамометром № 2; брусок перемещают равномерно вдоль рейки. Вес измеряют динамометром № 1. $\mu = \dfrac{F_{\text{тр}}}{P}$, где $P = P_{\text{изм}} \pm 0{,}02\ \text{Н}$ и $F_{\text{тр}} = F_{\text{изм}} \pm 0{,}1\ \text{Н}$. Численное значение $\mu$ определяют по результатам собственных измерений.
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, а не при равномерном.
Используют массу вместо веса в формуле коэффициента трения.
Не указывают абсолютные погрешности показаний динамометров.
Забывают, что при горизонтальном движении $N = P$.