Решение: Работа силы упругости блока
Используя штатив с муфтой, подвижный блок, нить, два груза и динамометр, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы упругости при равномерном подъёме грузов с использованием подвижного блока. Определите работу, совершаемую силой упругости при подъёме двух грузов на высоту 10 см. Абсолютная погрешность измерения силы равна $\pm 0{,}1\ \text{Н}$, абсолютная погрешность измерения расстояния равна $\pm 0{,}2\ \text{см}$.
Решение по шагам
5 шаговЗакрепляют муфту на штативе, через подвижный блок пропускают нить. К одному концу нити подвешивают два груза, а свободный конец соединяют с динамометром. При равномерном подъёме динамометр удерживают так, чтобы нить оставалась вертикальной. На рисунке должны быть показаны штатив, муфта, подвижный блок, нить, два груза и динамометр.
При подъёме грузов на высоту $h = 10\ \text{см}$ свободный конец нити, к которому приложена сила упругости, перемещается в два раза дальше:
$$s = 2h = 2 \cdot 10\ \text{см} = 20\ \text{см} = 0{,}20\ \text{м}$$Силу упругости измеряют динамометром и записывают с учётом заданной абсолютной погрешности:
$$F = F_{\text{изм}} \pm 0{,}1\ \text{Н}$$Работа силы упругости равна произведению измеренной силы на путь точки её приложения:
$$A = Fs = F_{\text{изм}} \cdot 0{,}20\ \text{Дж}$$Расстояние записывают с учётом абсолютной погрешности измерения расстояния:
$$s = (20{,}0 \pm 0{,}2)\ \text{см} = (0{,}200 \pm 0{,}002)\ \text{м}$$Если показание динамометра равно $F_{\text{изм}}$, то $A = 0{,}20F_{\text{изм}}\ \text{Дж}$; измерения следует записать как $F = (F_{\text{изм}} \pm 0{,}1)\ \text{Н}$ и $s = (20{,}0 \pm 0{,}2)\ \text{см}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Используют высоту подъёма грузов $10\ \text{см}$ вместо пути свободного конца нити $20\ \text{см}$.
Не указывают единицы измерения силы, расстояния и работы.
Не учитывают заданные абсолютные погрешности.
Изображают неподвижный блок вместо подвижного.
Записывают формулу $A = Fh$, не учитывая выигрыш в расстоянии у подвижного блока.