Лабораторные работы по физике

Порядок выполнения работы:

Лабораторная работа № 5

1) на горизонтальной плоскости установить штатив с муфтой и лапкой, удерживающей вертикально пружинный динамометр;
(если работа выполняется в домашних условиях, то простейший динамометр можно изготовить самостоятельно из пружины с двумя крючками, укреплённой на гладкой ровной дощечке; к нижнему концу пружины прикрепляют металлический указатель, а на дощечке отмечают чернилами положение указателя при нерастянутой пружине,
эта отметка будет нулевым делением будущего динамометра,

далее к крючку пружины необходимо подвесить груз, масса которого 102г, т.к. на этот груз в нашем однородном гравитационном поле действует сила тяжести, равная 1Н; с такой же силой этот груз своим весом растягивает пружину, но этот вес груза при растяжении пружины уравновешивается силой упругости пружины, возникающей при любых упругих деформациях в любом физическом теле в полном соответствии с законом Гука:
т.е. сила упругости при растяжении любого физического тела прямо пропорциональна его деформации; в данном случае - удлинению тела пружины при её растяжении весом груза; новое положение указателя также отмечают чертой на дощечке и обозначают показанием в 1Н;

при этом грузы массами: 102г, 204г, 306г, 408г и т.д. можно получить, используя любые бытовые домашние весы с ценой деления до 1г и взвешивая на них в одинаковых пластиковых пакетах, например, поваренную соль или сахар; а затем, последовательно подвешивая в пакетах грузы перечисленных масс к пружине, на дощечке необходимо отмечать чернилами новые положения указателя и обозначать рядом с этими новыми метками новые показания будущего динамометра: например, показание в 2Н,

например, показание в 3Н,

например, показание в 4Н

и т.д.; с помощью линейки, сняв грузы с пружины, измерить расстояния между соседними метками - они должны быть равными, затем, используя линейку, полученные равные отрезки - метки на дощечке надо разделить на 10 равных частей для получения шкалы будущего динамометра с ценой деления в 0,1Н; проградуированная таким образом пружина, укреплённая на дощечке, и будет являться простейшим самостоятельно изготовленным динамометром (при необходимости см. учебник физики для 7 кл. Пёрышкин А.В. §28 стр. 65-66 и стр. 166);
2) если есть стрелочные динамометры другой конструкции, их тоже установить рядом на горизонтальной поверхности;
3) изучить эти измерительные приборы, т.е. определить их пределы измерения и цену деления, а затем с помощью линейки (или рулетки) измерить естественную длину недеформированной пружины применяемого для измерений разных физических сил динамометра;
4) используя твёрдые тела малой массы (лучше изготовленных из определённых однородных веществ, например, алюминиевая рамка, стальная гайка, деревянная ложка и т.д. массой 50-400г), с помощью динамометров определить силы, действующие на эти тела или силы, с которыми эти твёрдые тела действуют на подвесы динамометров - пружины или на опоры, а также узнать силы упругости, возникающие в этих деформированных подвесах - пружинах динамометров или опорах;
5) с помощью линейки (или рулетки) измерить деформацию пружины динамометра, закреплённого на штативе, (т.е. удлинение пружины динамометра) при подвешивании к ней каждого используемого в опытах твёрдого тела;
6) используя этот пружинный динамометр, скреплённый с твёрдым телом, находящимся на гладкой прямоугольной доске 0,5м на 0,3м горизонтально, равномерно скользить этим твёрдым телом с динамометром по опоре, одновременно снимая показания прибора с целью определения силы трения скольжения (см. рисунок 1);

7) на этой же горизонтальной опоре под каждое используемое твёрдое тело установить 2-3 трубочки от коктейлей и повторить полностью весь порядок действий, описанный выше (см. пункт 6) с целью определения силы трения качения (см. рисунок 2);

8) с помощью штатива установить гладкую прямоугольную доску 0,5м на 0,3м в виде наклонной плоскости и повторить весь порядок действий, описанный выше (см. пункт 6) с целью определения силы трения, возникающей при движении твёрдого тела по наклонной опоре (см. рисунок 3);

9) протирая гладкую прямоугольную доску 0,5м на 0,3м влажной салфеткой, смоченной разными жидкостями (например, водой, подсолнечным маслом и т.д.), повторить порядок действий, описанный в пунктах 6-8, с целью сравнения результатов измерения сухого и жидкого трения;
10) начертить и заполнить таблицу 1 (либо таблицу 2 или 2а);
11) предварительно выполнив под ней все расчёты по рабочим формулам (т.е. вычислить массу используемых твёрдых тел; коэффициент жёсткости деформированной пружины динамометра под действием прикреплённых к динамометру используемых твёрдых тел, а также коэффициенты трения скольжения и качения при равномерном движении этих тел на горизонтальной опоре);
12) выполнять все предыдущие пункты для всех используемых твёрдых тел;
13) осмыслив все полученные опытные и расчётные данные, сделать разумный вывод;
14) дополнительное задание: построить график зависимости силы упругости деформированной пружины динамометра от величины её деформации