Решение: Исследование силы трения
Ученик провёл эксперимент по изучению силы трения скольжения, перемещая брусок с грузами равномерно по горизонтальным поверхностям с помощью динамометра. Погрешность измерения силы трения составляет ±0,1 Н. Результаты экспериментальных измерений массы бруска с грузами $m$, площади соприкосновения бруска и поверхности $S$ и приложенной силы $F$ представлены в таблице.
| № опыта | Поверхность | $m$, г | $S$, см$^2$ | $F$, Н |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Деревянная рейка | 200 | 30 | 0,8 |
| 2 | Пластиковая рейка | 200 | 30 | 0,4 |
| 3 | Деревянная рейка | 100 | 20 | 0,4 |
| 4 | Пластиковая рейка | 400 | 20 | 0,8 |
Решение по шагам
4 шагаТак как брусок движется равномерно, равнодействующая сил равна нулю. Поэтому сила трения скольжения по модулю равна приложенной силе динамометра.
$$F_{\text{тр}} = F$$Сравним опыты 1 и 2: масса бруска и площадь соприкосновения одинаковы, но для деревянной рейки $F_{\text{тр}}=0{,}8$ Н, а для пластиковой — $F_{\text{тр}}=0{,}4$ Н. Значит, трение о деревянную рейку больше.
Опыты 1 и 2 показывают, что сила трения зависит от материала соприкасающейся поверхности.
В остальных сравнениях одновременно изменяются несколько параметров, поэтому зависимость силы трения только от массы или только от площади соприкосновения установить нельзя.
Где здесь ошибаются
Считать, что изменение силы трения при сравнении опытов 3 и 4 связано только с массой, хотя одновременно изменяется материал поверхности.
Делать вывод о зависимости от площади, не учитывая изменение массы и материала.