Лабораторна робота_ДОСЛІДЖЕННЯ РІВНОВАГИ ТІЛА ПІД ДІЄЮ КІЛЬКОХ СИЛ

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Тема: Дослідження рівноваги тіла під дією кількох сил

Мета: дослідити умови рівноваги тіла.

Обладнання: лінійка, вантажі, динамометр, штатив з лапкою, ричаг-лінійка.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Момент сили М – це фізична величина, що дорівнює добутку модуля сили F, яка діє на тіло, на плече l цієї сили:

Одиниця моменту сили в СІ – ньютон-метр:

Плече сили – це найменша відстань від осі обертання до лінії дії сили.

Сила повертає тіло проти ходу годинникової стрілки – значення моментів таких сил прийнято вважати додатними. Сили і повертають тіло за годинниковою стрілкою – значення моментів таких сил прийнято вважати від’ємними. Момент сили дорівнює нулю, і він не може змінити швидкість обертального руху тіла. У загальному випадку, якщо сумарний момент сил, які діють на тіло, дорівнює нулю, то тіло не змінює швидкості свого обертання  й у разі закріпленої осі обертання  перебуватиме в рівновазі. Отже, правило моментів: тіло, яке має нерухому вісь обертання, перебуває в рівновазі, якщо алгебраїчна сума моментів усіх сил, що діють на тіло, відносно осі обертання дорівнює нулю:

ХІД РОБОТИ

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

Результати вимірювань і обчислень відразу заносьте до таблиці.

1. Закріплюємо важіль на штативі і зрівноважуємо його у горизонтальному положенні за допомогою розміщених на його кінцях пересувних гайок (див. рис).
2. У довільному місці лівого плеча важеля підвішуємо один тягарець.
3. Прикріплюємо до другого плеча у довільному місці важеля динамометр і визначаємо силу F, яку слід прикласти до важеля, щоб він був у рівновазі.
4. Лінійкою вимірюємо плечі прикладених до важеля сил.
5. Повторіть дослід ще три рази з різною кількістю тягарців, змінюючи довжину плечей  сил.
6. Результати вимірювань занесіть до таблиці.

Опрацювання результатів експерименту

1. Обчислимо значення моментів сил М₁ та М₂.

М₁ = Р·l_1;

М₂ = F·l₂;

2. Знайдіть відношення моментів сил і порівняйте його з одиницею.
3. Результати обчислень занесіть до таблиці.

Оцінка похибки експерименту

1. Визначте відносну похибку вимірювання.

Аналіз експерименту та його результатів

1. Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) що саме ви визначали; 2) які результати одержали; 3) для чого можуть знадобитися навички, набуті в ході виконання роботи.

Контрольні запитання

1. За яких умов тіла, що мають закріплену вісь обертання, знаходяться в рівновазі?
2. Як зміняться покази динамометра, якщо вантажі прикріплені до лівого плеча пересувати ближче до центра важелі?
3. Важіль знаходиться в рівновазі під дією двох сил: 10 Н і 5 Н. Знайти довжину важеля, якщо плече більшої сили 4 см.