Решение: Исследование зависимости силы трения от веса тела

Лабораторная работа № 1 Тема: Исследование зависимости силы трения от веса тела Цель: исследовать зависимость силы трения от веса тела. Приборы и материалы: динамометр, набор грузов, деревянный брусок, деревянная линейка. Ход работы: 1. Примем массу бруска равной \( m_{0} = 150 \) г = \( 0,15 \) кг. Масса каждого дополнительного груза \( \Delta m = 50 \) г = \( 0,05 \) кг. 2. Вес тела \( P \) рассчитывается по формуле: \[ P = m \cdot g \] где \( g \approx 10 \) Н/кг. 3. Коэффициент трения для дерева по дереву в среднем составляет \( \mu \approx 0,3 \). Сила трения рассчитывается как: \[ F_{тр} = \mu \cdot P \] Заполнение таблицы (пункт 5): Для \( P_{0} \) (только брусок): \( m = 0,15 \) кг; \( P = 0,15 \cdot 10 = 1,5 \) Н; \( F_{тр} = 0,3 \cdot 1,5 = 0,45 \) Н. Для \( P_{1} \) (брусок + 1 груз): \( m = 0,20 \) кг; \( P = 2,0 \) Н; \( F_{тр} = 0,3 \cdot 2,0 = 0,6 \) Н. Для \( P_{2} \) (брусок + 2 груза): \( m = 0,25 \) кг; \( P = 2,5 \) Н; \( F_{тр} = 0,3 \cdot 2,5 = 0,75 \) Н. Для \( P_{3} \) (брусок + 3 груза): \( m = 0,30 \) кг; \( P = 3,0 \) Н; \( F_{тр} = 0,3 \cdot 3,0 = 0,9 \) Н. Таблица результатов: \( P_{0} \) | \( P_{1} \) | \( P_{2} \) | \( P_{3} \) \( F_{тр} \), Н: 0,45 | 0,6 | 0,75 | 0,9 \( P \), Н: 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 Пункт 7. Вывод: В ходе работы было установлено, что сила трения скольжения прямо пропорциональна весу тела. При увеличении веса тела сила трения увеличивается во столько же раз. Практическое задание 1: Выберем точку из таблицы: \( P = 2,0 \) Н, \( F_{тр} = 0,6 \) Н. Находим коэффициент трения: \[ \mu = \frac{F_{тр}}{P} = \frac{0,6}{2,0} = 0,3 \] Практическое задание 2: Сила трения будет максимальной при движении по обычной бумаге. Глянцевая бумага и поверхность парты более гладкие, что уменьшает шероховатость и, соответственно, силу трения. Практическое задание 3: При перестановке бруска на грани с разной площадью (на боковую грань или на торец) показания динамометра при равномерном движении остаются неизменными. Доказательство: Сила трения зависит только от коэффициента трения \( \mu \) (материала поверхностей) и силы нормального давления (веса \( P \)). Формула \( F_{тр} = \mu \cdot P \) не содержит величину площади поверхности \( S \), следовательно, сила трения от площади не зависит.