Поделиться
Приложение 1. Сложение сил,направленных под углом.docx
Дата_____________Класс________________Ф.И.____________________________
Лабораторная работа №4
СЛОЖЕНИЕ СИЛ, НАПРАВЛЕННЫХ ПОД УГЛОМ.
(максимальный балл 24)
Цель. Измерить вес (силу тяжести) гири с помощью двух динамометров, расположенных друг к другу перпендикулярно или под произвольным углом.
Теоретическое обоснование
|
|
Силой называется векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия на материальную точку или тело со стороны других тел или полей.
Сила полностью определена, если заданы ее модуль, направление и точка приложения.
Две силы независимо от их природы считаются равными по модулю и противоположно направленными, если их одновременное действие на тело не меняет его состояния покоя или равномерного прямолинейного движения.
Величина силы может быть измерена по деформации специального тела, например пружины. Прибор, предназначенный для измерения силы, называется датчиком силы (динамометр).
Если к материальной точке приложено несколько сил, направленных под различными углами друг к другу, то их действие можно заменить действием одной силы, называемой равнодействующей R, величина и направление которой определяются по правилу сложения векторов.
Сила R — равнодействующая двух сил F1 и F2,
приложенных к одной материальной точке: 
.
В зависимости от вертикального перемещения h точки приложения силы F изменяется угол α между силами натяжения отрезков нити, но модуль каждой из этих сил остается постоянным и равным модулю силы тяжести mg, действующей на груз.
Приборы и материалы: штатив универсальный, штативный стержень с отверстием, держатель для динамометра, зажим насадка для круглых или прямоугольных стержней, держатель для гирь с отверстиями, рулетка, нить, динамометры, ксерокопия с угловой шкалой (транспортиром), ножницы.
Экспериментальная установка:
|
|
|
|
Задания:
1. Определите НЕЗАВИСИМЫЕ переменные:
2. Определите ЗАВИСИМЫЕ переменные:
3. Определите КОНТРОЛИРУЕМЫЕ переменные:
Примечания: При определении переменных вы должны четко понимать различие в этих понятиях, при необходимости проконсультируйтесь с учителем.
Ход работы:
1. Отрегулируйте нулевую точку динамометров находящихся в недеформированном состоянии.
2. На концах и посередине короткой нити завяжите небольшие петли.
3. Динамометры должны находиться в одной плоскости.
4. Транспортир необходимо прикрепить скрепкой к нити с грузом
5. Закрепите каждую петлю, завязанную на концах нити, на крюке динамометров, а в среднюю подвесьте держатель для гирь. На держатель наденьте гирю в 100 г.
6. Отрегулируйте зажимы на штативе так, чтобы они находились на одной высоте.
7. Приложите лист с угловой шкалой таким образом, чтобы центр окружности совпадал с точкой подвеса гири, а направление веса (силы тяжести) совпадало с одной из основных осей угловой шкалы.
Представление данных
1. Таблица. Заполните таблицу ниже согласно предложенным критериям, добавляя необходимые столбцы.
a) Запись в заголовке таблицы физических величин с соответствующими единицами измерения и с учетом погрешности измеренных величин. (2 балла)
b) Измерения произведены не менее 5 раз. (2 балла)
c) Правильно записана степень точности величин. (1 балл)
d) Представлена колонка с погрешностью (абсолютной и относительной). (2 балла)
|
α10 |
α20 |
α0 |
F1,H |
F2,H |
F=Rпр, H |
Rгр., H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Обработка данных: (Показать полные расчеты с учетом погрешности)
математические вычисления без ошибок с учетом погрешностей 5 баллов;
в вычислениях допущены ошибки, не влияющие на конечный результат - 4 балла;
в вычислениях допущены ошибки, не влияющие на конечный результат, но допущены ошибки при расчетах погрешностей 3 балл;
математические вычисления без ошибок, без расчета погрешности 2 балла
математические вычисления с ошибкой, без расчета погрешности 1 балл
Примечание:
Погрешность в этой работе можно рассчитать по формуле. 
.
По своему усмотрению вы можете использовать и другие способы вычисления
погрешности.
Графическое представление результатов
Постройте графики для определения зависимости сил от угла, которые будут оценены по следующим критериям.
a) Оси координат обозначены соответствующими величинами и их единицами измерений. (2 балла)
b) Масштаб графика соответствует полученным результатам. (2 балла)
c) Линия графика занимает не менее четверти координатной плоскости. (1 балл)
d) Все точки построены правильно, согласно масштаба. (2 балла)
e) Линия графика проведена в соответствии со средним значением величин. (1 балл)
Выводы: (2 балла)
Примечание: При подведении итогов в работе, необходимо приводить ответ с учетом погрешности, например Акр=А±ΔА, провести сравнение полученного результата с табличными значениями, можно сравнить алгебраические вычисления с результатом анализа графика (например с наклоном графика).
Ваши рекомендации по улучшению эксперимента: (1 балл)
Примечание: в этом пункте вы предлагаете не менее двух действий, которые смогли бы улучшить именно вашу работу.
Контрольные вопросы: (3 балла)
1) Под каким углом друг к другу должны действовать две равные силы, приложенные к одной точке тела, чтобы равнодействующая равнялась составляющей? Решить графически проверить на опыте.
2) В каких пределах заключена равнодействующая двух равных сил, действующих на одну точку тела в зависимости от величины угла между силами? Проверить на опыте.
3) Найти графически равнодействующую двух сил в 50 Н и 70 Н, действующих на одну точку под углом 30о друг к другу.[5,6,1]
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
