Цель работы: Проверить на опыте условие равновесия рычага и правило моментов.
Приборы и материалы: Рычаг на штативе, набор грузов массой 100 г каждой, линейкой, динамометр.
Цель работы: Проверить на опыте условие равновесия рычага и правило моментов.
Приборы и материалы: Рычаг на штативе, набор грузов массой 100 г каждой, линейкой, динамометр.
Уравновесим рычаг.
Подвесим два груза на левой части рычага на расстоянии l1 = 9 см от оси вращения. Чтобы рычаг пришел в горизонтальное равновесное положение, на правой части от оси вращения подвешиваем: а) один груз F2 = 1 Н на расстоянии l2 = 18 см; б) два груза F2 = 2 Н на расстоянии l2 = 9 см; в) три груза F2 = 3 Н на расстоянии l2 = 6 см.
Находим отношение сил и плеч: \(\frac{F_{1}}{F_{2}}\) и \(\frac{l_{1}}{l_{2}}\) .
Находим моменты сил M1 = F1l1 и M2 = F2l2
Абсолютная погрешность Δl будет равна цене деления линейки, в моем случае Δl = 0,1 см
| № опыта | Сила F1 на левой части рычага, Н |
Плечо l1 ± Δl, см |
Сила F2 на правой части рычага, Н |
Плечо l2 ± Δl, см |
Отношение сил и плеч | Моменты силы | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \[\frac{F_{1}}{F_{2}}\] | \[\frac{l_{1}}{l_{2}}\] | M1, Н·м | M2, Н·м | |||||
| 1 | 2 | 9,0 ± 0,1 | 1 | 18,0 ± 0,1 | 2 | 0,5 | 18 | 18 |
| 2 | 2 | 9,0 ± 0,1 | 2 | 9,0 ± 0,1 | 1 | 1 | 18 | 18 |
| 3 | 2 | 9,0 ± 0,1 | 3 | 6,0 ± 0,1 | 0,67 | 1,5 | 18 | 18 |
Вывод: мы на опыте проверили условие равновесия рычага и правило моментов, рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
На расстоянии l1 = 5 см от оси вращения рычага подвесим 2 груза F1 = 2H.
На расстоянии l2 = 20 см от оси вращения правее грузов с помощью динамометра приложим силу равную F2 = 0,5H, чтобы удержать рычаг в равновесии.
| № опыта | Сила F1 на левой части рычага, Н |
Плечо l1 ± Δl, см |
Сила F2 на правой части рычага, Н |
Плечо l2 ± Δl, см |
Отношение сил и плеч | Моменты силы | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \[\frac{F_{1}}{F_{2}}\] | \[\frac{l_{1}}{l_{2}}\] | M1, Н·м | M2, Н·м | |||||
| 1 | 2 | 5,0 ± 0,1 | 0,5 | 20,0 ± 0,1 | 4 | 0,25 | 10 | 10 |
Вывод: мы на опыте проверили, что условие равновесия рычага и правило моментов для рычага второго рода так же сохраняется.