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
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.
Лабораторна робота № 12
Тема. Визначення ККД похилої площини
Мета: переконатися на досліді, що корисна робота, виконана за допомогою
похилої площини, менша від повної роботи; визначити ККД похилої площини.
Обладнання: мірна стрічка; динамометр; три тягарці однакової маси; дерев’яна лінійка; штатив із муфтою та лапкою; дерев’яний брусок.
ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ
Підготовка до експерименту
1. Перед тим як виконувати роботу, згадайте відповіді на такі запитання.
1) Які види простих механізмів ви знаєте? (Важіль, похила площина, блок)
2) Як визначити коефіцієнт корисної дії? (ККД похилої площини розраховується за формулою:
де m — маса тіла, g — гравітаційна стала, h — висота на яку требі підняти тіло, F — сила яка використовується при застосування похилої площини, l — довжина похилої площини.)
3) Чому ККД будь-якого механізму завжди менший від 100 %? (Тому що корисна робота завжди менша, ніж виконана).
2. Визначте ціни поділок шкал вимірювальних приладів.
3. Зберіть експериментальну установку, як показано на рисунку.
Експеримент
Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки (див. форзац підручника).
Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.
1. Виміряйте за допомогою мірної стрічки довжину l і висоту h похилої площини.
2. Визначте за допомогою динамометра вагу P1 бруска.
3. Покладіть брусок на похилу площину і за допомогою динамометра рівномірно пересувайте його площиною в гору. Виміряйте силу тяги F1, що діє на брусок з боку динамометра.
4. Визначте за допомогою динамометра вагу одного тягарця.
5. Не змінюючи кута нахилу площини, повторіть дослід (див. п. 3) ще тричі, розмістивши на бруску спочатку один, потім два, а потім три тягарці.
Зверніть увагу! У кожному з цих дослідів, щоб знайти вагу тіла, слід до ваги бруска додати вагу тягарця (тягарців).
Опрацювання результатів експерименту
1. Для кожного досліду обчисліть:
1) повну роботу (Аповна = Fl);
2) корисну роботу (А = Ph, де Р — вага тіла);
3) виграш у силі, який дає похила площина
2. Результати обчислень занесіть до таблиці.
Аналіз експерименту та його результатів
1) Для кожного досліду порівняйте значення сили (F) зі значенням ваги тіла (Р) і зробіть висновок про виграш у силі, який дає похила площина.
2) Порівняйте одержані значення ККД і зробіть висновок, чи залежить ККД від ваги тіла, яке піднімають похилою площиною.
Висновок: На лабораторній роботі ми вивчили ККД похилої площини та з’ясували, що він не залежить від ваги тіла.
Немає коментарів:
Дописати коментар