10 класс лабораторная работа 3.исследование равновесия тела под действием нескольких сил

Цель работы: установить соотношение между моментами сил, приложенных к плечам рычага при его равновесии. Для этого к одному из плеч рычага подвешивают один или несколько грузов, а к другому прикрепляют динамометр (рис. 179).С помощью этого динамометра измеряют модуль силы F, которую необходимо приложить для того, чтобы рычаг находился в равновесии. Затем с помощью того же динамометра измеряют модуль веса грузов Р. Длины плеч рычага измеряют с помощью линейки. После этого определяют абсолютные значения моментов М1 и М2 сил Р и F:Вывод о погрешности экспериментальной проверки правила моментов можно сделать, сравнив с единицейотношение:Средства измерения:1) линейка; 2) динамометр.Материалы: 1) штатив с муфтой; 2) рычаг; 3) набор грузов.Порядок выполнения работы1. Установите рычаг на штатив и уравновесьте его в горизонтальном положении с помощью расположенных на его концах передвижных гаек.2. Подвесьте в некоторой точке одного из плеч рычага груз.3. Прикрепите к другому плечу рычага динамометр и определите силу, которую необходимо приложить к рычагу для того, чтобы он находился в равновесии.4. Измерьте с помощью линейки длины плеч рычага.5. С помощью динамометра определите вес груза Р.6. Найдите абсолютные значения моментов сил Р и F7. Найденные величины занесите в таблицу:l1, мl2, МP, НF, НM1 = Pl1, Н⋅мM2=Fl2,Н⋅м8. Сравните отношениес единицей и сделайте вывод о погрешности экспериментальной проверки правила моментов.Основной целью работы является установление соотношения между моментами сил, приложенных к телу с закрепленной осью вращения при его равновесии. В нашем случае в качестве такого тела мы используем рычаг. Согласно правилу моментов, чтобы такое тело находилось в равновесии, необходимо чтобы алгебраическая сумма моментов сил относительно оси вращения была равна нулю.Рассмотрим такое тело (в нашем случае рычаг). На него действуют две силы: вес грузов Pи сила F (упругости пружины динамометра), чтобы рычаг находился в равновесии и моменты этих сил должны быть равны по модулю меду собой. Абсолютные значения моментов сил F и P определим соответственно:Выводы о погрешности экспериментальной проверки правила моментов можно сделать сравнив с единицей отношение:Средства измерения: линейка (Δl = ±0,0005 м), динамометр (ΔF = ±0,05 H). Массу грузов из набора по механике полагаем равной (0,1±0,002) кг.Выполнение работы№ опытаl1, мl2, мP=mg, HF, HM1, нмM2, нмM1/ M210,10,3541,10,40,3851,0420,20,1522,70,40,4050,9930,30,1130,30,31Вычисления:1)2)3)Оценим погрешности:В 1-м опыте отклонение от единицы максимально и составляет (1,04 - 1)х100%=4%. Для первого опыта:Посколькуи не зависит от количества грузов, ясно, чтов любом опыте меньше, чем (относительная погрешность определения P . Вывод. Во всех опытах отклонениеот единицы лежит в пределах погрешности измерений.