Обладнання: шкільний лабораторний важіль, штатив, набір важків
50-100 г, динамометр, лінійка, досліджуване тіло.
Правила техніки
безпеки: під час користування важелем потрібно бути дуже
обережним під час підвішування важків та встановлення важеля у положення
рівноваги. Не допускайте надмірного розтягування пружини динамометра.
Теоретичні
відомості
Важіль – це тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої осі. За допомогою важеля можна переміщувати важкі предмети. Найкоротша відстань між віссю обертання та прямою, вздовж якої діє на важіль сила, називається плечем сили. Добуток модуля сили F на довжину плеча l називають моментом сили:
M = Fl.
Важіль перебуває у рівновазі, якщо він не обертається
під дією прикладених до нього сил. Рівновага важеля спостерігається лише за
певних умов.
Умови рівноваги важеля:
а)
Прикладені до
важеля сили прагнуть обертати його у протилежних напрямках
б) Модулі прикладених до важеля сил обернено попорційні плечам цих сил:
Правило моментів сил:
Тіло, що має
вісь обертання, знаходиться в рівновазі, якщо сума моментів сил, які обертають
тіло в одному напрямку, дорівнює сумі моментів сил, які обертають тіло в
протилежному напрямку.
Виконання роботи
Дослід 1. Дослідження умови рівноваги
важеля за допомогою набору тягарців.
1. Закріпіть в штативі лабораторний важіль. Повертаючи гайки на кінцях важеля, досягти його горизонтального положення рівноваги.
2. На відстані 20 см від осі обертання на лівій частині важеля закріпіть один важок масою 100 г.
☝☝ УВАГА!!! Ціна поділки шкали важеля 2 см! ☝☝
3.
На правій частині важеля закріпіть два важки масою по 100 г і, пересуваючи підвіс вздовж
важеля, досягти положення рівноваги важеля. Виміряйте величину плечей прикладених сил. Результати вимірювань запишіть до таблиці.
4. Перемістіть лівий важок ближче до осі обертання, знайдіть таке положення важків на правій частині важеля, за якого важіль буде перебувати у рівновазі. Виміряйтевеличину плечей прикладених сил. Результати вимірювань запишіть до таблиці.
|
№ |
Ліва частина важеля |
Права частина важеля |
||||||
|
Маса важка m1, кг |
Сила F1, H |
Плече сили l1, м |
Момент сили M1, Н∙м |
Маса важка m2, кг |
Cила F2, H |
Плече сили l1, м |
Момент сили M2, Н∙м |
|
|
1.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.
Обчисліть моменти сил, що діють на важіль із правої та лівої сторін.
Результати обчислень запишіть до таблиці.
6.
Порівняйте обчислені значення моментів сил, що діяли на праву і ліву
частину важеля та зробіть висновок.
Дослід 2. Дослідження умови рівноваги
важеля за допомогою динамометра.
1. До лівого плеча важеля на відстані 10 см від осі обертання підвісьте три важки масою по 100 г. До правого плеча важеля у довільному місці приєднайтелабораторний динамометр. Зрівноважте важіль, прикладаючи до динамометра силу, спрямовану вертикально вниз. Виміряйтевеличину плечей прикладених сил. Результати вимірювань запишіть до таблиці.
|
№ |
Ліва частина важеля |
Права частина важеля |
|||||
|
Маса важків m1, кг |
Сила F1, H |
Плече сили l1, м |
Момент сили M1, Н∙м |
Cила F2, H |
Плече сили l1, м |
Момент сили M2, Н∙м |
|
|
1.
|
|
|
|
|
|
|
|
2.
Обчисліть
моменти сил, що діють на важіль із правої та лівої сторін. Результати обчислень
запишіть до таблиці.
3.
Порівняйте
обчислені значення моментів сил, що діяли на праву і ліву частину важеля та
зробіть висновок.
Дослід 3. Визначення ваги досліджуваного
тіла за допомогою важеля та важка відомої маси.
1. На праву частину важеля на відстані l1 підвішайте досліджуване тіло, вагу якого потрібно виміряти.
2. На ліву частину важеля підвісьте важок відомої маси на такій відстані від осі обертання, щоб важіль перебував у рівновазі.
3.
Виміряйтевеличину
плечей прикладених сил. Результати вимірювань запишіть до таблиці.
|
Маса важка m1, кг |
Сила F1, H |
Плече сили F1 l1, м |
Плече сили F2 l2, м |
Вага досліджуваного тіла P = F2, H |
|
|
|
|
|
|
4. Обчисліть вагу досліджуваного тіла за формулою:
Визначити масу лінійки, використовуючи монети номіналом 5 або 50 копійок, маси яких відповідно дорівнюють 4,3 г та 4,2 г.
Немає коментарів:
Дописати коментар