Экспериментальное 10.1
работаем в группе
измерение сил взаимодействия двух тел
оборудование: две книги, два карандаша
кругового сечения (круглые карандаши), нить,
два динамометра.
проверьте, выполняется ли третий закон
механики для сил трения покоя и сил тре-
ния скольжения.
рис. 10.3
порядок выполнения
1. обвяжите каждую книгу нитью. положите первую книгу на два параллельно расположенных на столе карандаша, вторую книгу положите на первую книгу. зацепите
крючок одного динамометра за нить, которой обвязана нижняя книга, крючок другого динамометра за нить, которой обвязана верхняя книга (рис. 10.3).
2. удерживая один динамометр, потяните другой динамометр в горизонтальной
плоскости так, чтобы показания динамометра достигли максимального значения при
условии отсутствия движения верхней книги по поверхности нижней книги. так как
верхняя книга неподвижна, действие на неё силы етрі со стороны динамо-
метра уравновешивается действием противоположно направленной силы трения по-
коя f., со стороны нижней книги: f1 = -fpt-
так как нижняя книга неподвижна, действие на неё силы fron со сто-
роны второго динамометра уравновешивается действием противоположно направлен-
ной силы трения покоя fоr со стороны верхней книги: for = -fo2. влияние силы
трения со стороны свободно катающихся по столу карандашей пренебрежимо мало.
измеряя силы for и fo2 динамометрами, можно определить силы тре-
ния покоя f2 и for
по результатам измерений сделайте вывод, одинаковы ли по модулю силы тре-
ния покоя for и for.
3. удерживая один динамометр, потяните другой динамометр в горизонтальной
плоскости так, чтобы верхняя книга равномерно двигалась по поверхности нижней
книги. при равномерном движении книги действие на неё силы fron со сто-
роны динамометра уравновешивается действием противоположно направленной силы
трения скольжения fо со стороны нижней книги: for = -fo. измерьте силы -
гости fo1 и fo2 во время движения и сделайте вывод, одинаковы ли по модулю си-
лы трения скольжения f2 и fypt-​

Хорошо, я готов выступить в роли школьного учителя и объяснить экспериментальное исследование с помощью пошагового решения.

Экспериментальное исследование, описанное в задаче, направлено на проверку третьего закона механики для сил трения покоя и сил трения скольжения. Для этого мы будем использовать две книги, два карандаша круглого сечения, нить и два динамометра.

Давайте рассмотрим порядок выполнения эксперимента:

Подготовка:
1. Возьмите две книги и обвяжите каждую из них нитью.
2. Расположите первую книгу на двух параллельно расположенных на столе карандашах.
3. Положите вторую книгу на первую книгу.
4. Зацепите крючок одного динамометра за нить, которой обвязана нижняя книга, и крючок второго динамометра за нить, которой обвязана верхняя книга.

Измерение сил трения покоя:
5. Удерживая один динамометр, потяните другой динамометр в горизонтальной плоскости так, чтобы показания динамометра достигли максимального значения при отсутствии движения верхней книги по поверхности нижней книги.
6. Обратите внимание, что так как верхняя книга неподвижна, на нее действует сила f1 со стороны динамометра, которая уравновешивается противоположно направленной силой трения покоя fpt со стороны нижней книги: f1 = -fpt.
7. Повторите измерения для второго динамометра и верхней книги: for = -fo2.
8. Пренебрегая влиянием силы трения со стороны карандашей, измерьте силы for и fo2 с помощью динамометров.

Измерение сил трения скольжения:
9. Удерживая один динамометр, потяните другой динамометр в горизонтальной плоскости так, чтобы верхняя книга равномерно двигалась по поверхности нижней книги.
10. При равномерном движении книги действие на нее силы fron со стороны динамометра уравновешивается противоположно направленной силой трения скольжения fо со стороны нижней книги: for = -fo.
11. Измерьте силы fо1 и fо2 с помощью динамометров во время движения.

Анализ результатов:
12. После проведения измерений сил for, fo2, fо1 и fо2 можно сделать вывод о том, одинаковы ли по модулю силы трения покоя for и fpt, а также силы трения скольжения for и fo.

Обоснование и пояснения:

Третий закон механики утверждает, что для каждого взаимодействия существует равная по модулю, противоположно направленная пара сил. В данном эксперименте мы хотим проверить выполнение этого закона для сил трения покоя и сил трения скольжения.

Во время измерения сил трения покоя мы удерживаем один динамометр и потягиваем на другой, при этом показания динамометров достигают максимального значения при отсутствии движения верхней книги по поверхности нижней книги. Так как верхняя книга неподвижна, на нее действует противоположно направленная сила трения покоя fpt, которая уравновешивает силу, действующую со стороны динамометра (f1 = -fpt).

При измерении сил трения скольжения мы удерживаем один динамометр и потягиваем на другой так, чтобы верхняя книга равномерно скользила по поверхности нижней книги. В этом случае противоположно направленная сила трения скольжения for уравновешивает силу, действующую со стороны динамометра (for = -fo).

После измерения сил трения покоя и трения скольжения мы сможем сравнить их по модулю и сделать вывод о том, равны ли они.

В данном эксперименте мы пренебрегаем влиянием силы трения со стороны карандашей, так как она пренебрежимо мала. Но при более точном измерении можно учесть и это влияние.

Я надеюсь, что ясно и понятно объяснил задачу и порядок выполнения экспериментального исследования. Если у тебя возникнут дополнительные вопросы, не стесняйся задавать их.