ГДЗ до підручника «Фізика» В.Г. Бар’яхтара. 7 клас

Лабораторна робота № 11

Тема. З’ясування умови рівноваги важеля

Мета: перевірити дослідним шляхом, яким має бути співвідношення сил і їхніх плечей, щоб важіль перебував у рівновазі.

Обладнання: важіль; штатив із муфтою та лапкою; набір тягарців масою по 100 г; динамометр; учнівська лінійка.

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ

Підготовка до експерименту

1. Перед виконанням роботи згадайте відповіді на такі запитання.

• 1) Що називають важелем і де застосовують важелі? (Важіль — це тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої осі — осі обертання. Важіль дуже широко застосовують в побуті та техніці — ножиці, лопата, стріла крана тощо)
• 2) Що називають плечем сили? (Плече сили — це найменша відстань від осі обертання важеля до лінії, уздовж якої сила діє на важіль.)
• 3) Що таке момент сили? (Момент сили — фізична величина, яка дорівнює добутку сили, що діє на тіло, на плече цієї сили: М = Fd, де М —- момент сили; F — значення сили; d — плече сили.)

3. Закріпіть на лапці штатива важіль і зрівноважте його за допомогою регулювальних гайок.

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки (див. форзац підручника).

Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.

1. Підвісьте з одного боку від осі обертання важеля один тягарець, з іншого боку — два тягарці.

2. Пересуваючи тягарці, зрівноважте важіль.

3. Виміряйте за допомогою лінійки плечі d₁ і d₂ відповідних сил F₁ і F₂

4. Вважаючи, що вага одного тягарця дорівнює 1 Н, запишіть значення сил F₁ i F₂.

5. Повторіть дослід, підвісивши на одній половині важеля два, а на іншій — три тягарці.

6. Підвісьте праворуч від осі обертання на відстані 3 см три тягарці. Значення сили дорівнюватиме загальній вазі цих тягарців. Визначте за допомогою динамометра, яку силу F₁ потрібно прикласти в точці, що лежить на відстані 6 см правіше від точки підвішення тягарців, щоб утримувати важіль у рівновазі.

Опрацювання результатів експерименту

1. Для кожного досліду:

1) знайдіть відношення сил

і відношення плечей;

2) обчисліть момент М₁ сили, що повертає важіль проти ходу годинникової стрілки, і момент М₂ сили, що повертає важіль за ходом годинникової стрілки.

2. Закінчіть заповнення таблиці.

Аналіз експерименту та його результатів

На підставі проведених дослідів порівняйте відношення сил, що діють на важіль, і відношення його плечей. Зробіть висновок, у якому: 1) сформулюйте умову рівноваги важеля; 2) проаналізуйте, які чинники вплинули на точність вимірювань.

Висновок: На лабораторній роботі ми познайомилися з важелем, та встановили умови його рівноваги. Важіль знаходиться в рівновазі, якщо момент сил який обертає важіль за годинниковою стрілкою дорівнює моменту сил, що обертає важіль проти годинникової стрілки. На точність вимірювань вплинули ціна поділки приборів, та точність вимірювання.

Творче завдання

Зберіть пристрій, як показано на рис. 4 підручника. Виконайте необхідні вимірювання та визначте моменти сил, що діють на важіль. Знайдіть суму моментів. Зробіть висновок про умову рівноваги важеля в цьому експерименті.

M₁ + М₂ = М₃ + М₄, або:

F₁d₁ + F₂d₂ = F₃d₃ + F₄d₄.