РУҚА
17

Решение: Работа силы упругости блока

ОГЭ · Физика · Задание 17 · Энергия и импульс
ПовышеннаяФИПИ5D3F1CРазвёрнутое решение≈ 8 минутРазбор в 6 шагов
Условие

Используя штатив с муфтой, подвижный блок, нить, один груз и динамометр, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы упругости при подъёме груза с использованием подвижного блока. Определите работу, совершаемую силой упругости при подъёме груза на высоту $12\ \text{см}$. Абсолютная погрешность измерения силы равна $\pm 0{,}1\ \text{Н}$, абсолютная погрешность измерения расстояния равна $\pm 0{,}2\ \text{см}$.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

6 шагов
1

Закрепляют штатив, устанавливают на нём подвижный блок. Один конец нити соединяют с неподвижной опорой штатива, нить проводят под подвижным блоком, а свободный конец соединяют с динамометром. Груз подвешивают к подвижному блоку. При подъёме груза динамометр удерживают вертикально и считывают показание силы.

2

При использовании подвижного блока свободный конец нити перемещается в два раза дальше, чем груз. Поэтому при подъёме груза на высоту $h=12\ \text{см}$ путь точки приложения силы равен

$$s=2h=2\cdot12=24\ \text{см}=0{,}24\ \text{м}$$
3

По показанию динамометра записывают результат прямого измерения силы с учётом абсолютной погрешности:

$$F=(F_{\text{изм}}\pm0{,}1)\ \text{Н}$$
4

Путь свободного конца нити также записывают с учётом погрешности измерения расстояния:

$$s=(24{,}0\pm0{,}2)\ \text{см}$$
5

Работа силы упругости определяется произведением силы на путь её приложения:

$$A=Fs=F_{\text{изм}}\cdot0{,}24\ \text{Дж}$$

Численное значение работы получают после подстановки фактического показания динамометра. Например, если динамометр показал $F_{\text{изм}}$, то результат равен $A=0{,}24F_{\text{изм}}\ \text{Дж}$.

Ответ

A=F_{\text{изм}}\cdot0{,}24\ \text{Дж}, где $F_{\text{изм}}$ — показание динамометра в ньютонах; $s=(24{,}0\pm0{,}2)\ \text{см}$, $F=(F_{\text{изм}}\pm0{,}1)\ \text{Н}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Берут путь груза $12\ \text{см}$ вместо пути свободного конца нити $24\ \text{см}$.

Используют сантиметры вместо метров при вычислении работы в джоулях.

Не указывают абсолютные погрешности прямых измерений.

Путают силу, измеренную динамометром, с весом груза.

Не изображают один конец нити закреплённым на штативе.

Закрепить приёмВ теме «Энергия и импульс» ещё 138 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 17 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 6 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Энергия и импульс»: в ней 139 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.