2. Лабораторная работа

Цель работы: определить ускорение свободно­го падения.

Оборудование: штатив с муфтой и кольцом, шарик с нитью, лента измерительная, часы с се­кундной стрелкой.

Если отклонить маятник от точ­ки С в точку А, т. е. от положения равновесия, на угол а и отпустить, то он будет колебаться (рис. 16). Маятник совершит полное колеба­ние, если он из точки А перейдет в точку В и вернется обратно. Вре­мя полного колебания называют периодом.

При малых размерах шарика по сравнению с длиной нити и небольших отклонениях, от поло­жения равновесия период колебания маятника определяют по формуле:

Если измерить время (t) для достаточно боль­шого числа полных колебаний (N) маятника, то

Ход работы

1. Соберите математический маятник, исполь­зуя указанное выше учебное оборудование. Из­мерьте длину маятника lo.

2. Отклоните маятник от положения равнове­сия на 5 - 8 см и отпустите его. Измерьте время t, например, N = 40 полных колебаний.

3. Определите ускорение свободного падения g по вышеприведенной формуле.

4. Сравните полученное значение с табличным значением ускорения свободного падения.

Билет № 13

1. Действие жидкостей и газов на погруженное в них тело. Архимедова сила, причины ее возник­новения. Условия плавания тел.

2. Лабораторная работа «Измерение коэффициен­та трения дерева по дереву».

1. Ответ

Если на крючок динамометра подвесить тело и отметить его показания, а затем тело опустить в воду и снова отметить показания, то увидим уменьшение показаний динамометра (рис. 17, а, б). Значит, на тело, погруженное в жидкость, действу­ет выталкивающая сила, равная разности показа­ний динамометра и направленная вертикально вверх. Значение этой силы установил Архимед.

Закон Архимеда. На тело, погруженное в жид­кость (газ), действует направленная верти­кально вверх выталкивающая сила, равная по величине весу жидкости (газа), взятой в объеме погруженного в нее тела (или погруженной части тела): F_A = g_жV_т, где g — ускорение свободного падения, _ж — плотность жидкости, V_т — объем тела, погруженного в жидкость.

Возникновение архимедовой силы объясняет­ся тем, что с увеличением глубины растет давле­ние жидкости (газа) (р = gh). Поэтому силы дав­ления, действующие на нижние элементы по­верхности тела, превосходят аналогичные силы, действующие на верхние элементы поверхности.

На плавающие тела действуют силы: F_A и F_тяж:

1.Если F_A < F_ТЯЖ (так как F_A = g_жV_T,

Fтяж ⁼ g_тV_т ,то _ж < _т), значит, тело тонет.

2. Если F_A = F_Tяж (g_жV_T = g_тV_T, _ж = _т), то тело находится в равновесии на любой глубине.

3. Если F_А > F_Tяж (g_жV_T > g_тV_T, _ж >_т), то тело всплывает до тех пор, пока силы не уравно­весятся.

Приведенные выше соотношения применимы для плавающих судов и воздухоплавания.

2. Лабораторная работа

Цель работы: определить коэффициент трения скольжения дерева по дереву.

Оборудование: динамометр лабораторный, трибометр (линейка и брусок), набор грузов.

Сила, возникающая при скольжении одного тела по поверхности другого, приложенная к дви­жущемуся телу и направленная против дви­жения, называется силой трения скольжения:

F_Tp = N, где  — коэффициент трения скольже­ния, N — сила давления (в нашем эксперименте она равна силе тяжести).

Для определения коэффициента трения сколь­жения нужно измерить силу тяги (она равна силе трения при равномерном движении бруска) и си­лу тяжести.

Ход работы

1. Соберите экспериментальную установку (рис. 18) и при равномерном движении бруска измерьте силу трения скольжения Р_тр.

2. Этим же динамометром измерьте силу тяже­сти бруска F_тяж, равную N.

3. Нагружая брусок одним, двумя и тремя гру­зами, измерьте в каждом случае силу трения и си­лу давления (тяжести). Результаты измерений за­несите в таблицу.

Fтр,Н
N, Н

4. По данным таблицы постройте график зави­симости силы трения от силы давления.

5. На построенном графике выберите точку, определите соответствующие ей F_три N, найдите их отношения. Это и будет среднее значение коэф­фициента трения скольжения.