Усі лабораторні роботи. 6-11 класи
Лабораторна робота № 3
Тема. Вимірювання сил.
Мета: згадати будову та принцип дії динамометра; навчитися вимірювати різні сили, що діють на тіло; довести, що рівнодійна сила дорівнює векторній сумі сил, прикладених до тіла.
Обладнання та матеріали: два штативи з муфтами й лапками, дерев’яна лінійка, дерев’яний брусок масою 300-400 г з гачками на торцях, нитка завдовжки 10-15 см, трикутник, два однакових динамометри.
Вказівки та пояснення: виміряти силу — означає урівноважити її відомою силою. Прилад для вимірювання сили — динамометр. Дія динамометра ґрунтується на порівнянні вимірюваної сили із силою пружності пружини динамометра. Найпростіший лабораторний динамометр являє собою дерев’яну або пластикову панель із нанесеною шкалою. Її вільний кінець має покажчик і дротяний провід із гачком на кінці.
Хід роботи
1. Згадайте будову та принцип дії динамометра.
2. Визначте ціну поділки й межі вимірювання шкали динамометра. Межі вимірювання від 0 Н до 4 Н. Ціна поділки (ЦП) = (1 - 0) / 10 = 0,1 Н.
3. Закріпить обидва динамометри в лапках штативів.
4. Зробіть петлі на кінцях нитки.
Експеримент
Дослід 1. Виміряйте силу тяжіння, що діє на брусок. Для цього підвісьте брусок на гачок одного з динамометрів. Оскільки брусок перебуває в стані спокою, то модуль сили тяжіння дорівнює модулю сили пружності динамометра (Fтяж = Fпруж). (Вставить рис. 1 co стор. 25) Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.
Дослід 2. Зберіть пристрій, як показано на рис. 2. Оскільки брусок перебуває в стані спокою, то рівнодійна сил Fпруж1 і Fпруж2, прикладених до бруска, за модулем дорівнює силі тяжіння. Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.
Дослід 3. Перемістіть брусок по нитці та розташуйте динамометри таким чином, щоб кут між проводами становив 90°. Виміряйте сили Fпруж1 і Fпруж2, що діють на брусок із боку динамометрів. Результати вимірювань занесіть до таблиці.
Дослід 4. Покладіть брусок на дерев’яну лінійку. Виміряйте силу тертя ковзання, що діє на брусок. Для цього зачепіть гачок бруска за гачок динамометра і рівномірно перемістіть брусок уздовж лінійки. Оскільки брусок рухається прямолінійно і рівномірно, то модуль сили тертя ковзання дорівнює модулю сили пружності пружини динамометра. Результати вимірювань занесіть до таблиці.
Дослід 5. Зберіть пристрій, як на рисунку в підручнику. Рівномірно перемістіть брусок уздовж лінійки. Виміряйте сили Fпруж13 і Fпруж23, що діють на брусок із боку динамометрів. Оскільки брусок рухається прямолінійно і рівномірно, то рівнодійна сил Fпруж13 і Fпруж23, прикладених до бруска, за модулем дорівнює силі тертя ковзання. Результати вимірювань занесіть до таблиці.
5. Скориставшись правилом додавання векторів, визначте рівнодійну сил Fпруж1 і Fпруж2, що діють на брусок із боку динамометрів.
6. Заповніть таблицю 1.
Таблиця 1
|
Номер досліду |
Сила тяжіння, Fтяж, Н |
Сила тертя, Fтер, Н |
Покази першого динамометра Fпруж1, Н |
Покази другого динамометра Fпруж2, Н |
Модуль рівнодійної сил Fпруж1 і Fпруж2, Н |
|
1. |
3,5 |
— |
3,5 |
— |
— |
|
2. |
3,5 |
— |
1,1 |
1,3 |
2,2 |
|
3. |
3,5 |
— |
1,3 |
1,4 |
1,9 |
|
4. |
— |
1,4 |
1,4 |
— |
— |
|
5. |
— |
1,4 |
2,7 |
1,3 |
1,4 |
Висновки. Під час виконання цієї роботи ми згадали будову та принцип дії динамометра, навчилися вимірювати різні сили, що діють на тіло: силу тяжіння, силу пружності динамометра, силу тертя ковзання. Також ми довели, що рівнодійна дорівнює векторній сумі сил, прикладених до тіла. У результаті вимірювання рівнодійної були отримані розбіжності внаслідок використання різних кутів поміж динамометрами. Також на результати вимірювань мала вплив інструментальна похибка. Для динамометра вона становить 0,05 Н.
