Дополнительное задание, страница 37 - гдз по физике 7 класс лабораторный практикум Холина, Березин

Лабораторные работы. Лабораторная работа № 9 «Исследование зависимости силы трения скольжения от веса тела и площади соприкосновения тела с поверхностью» - страница 37.

Условие.

► Дополнительное задание * «Исследование зависимости силы трения скольжения от свойств соприкасающихся поверхностей»

Проверьте экспериментально, зависит ли сила трения скольжения от свойств соприкасающихся поверхностей.

Оборудование: рейка, деревянный брусок, набор грузов массой 100 г каждый, динамометр, лист плотной бумаги, ножницы, канцелярские клипсы.

Решение.

Цель работы:

Экспериментально проверить, зависит ли сила трения скольжения от свойств (материала и шероховатости) соприкасающихся поверхностей.

Оборудование:

Рейка, деревянный брусок, набор грузов массой 100 г каждый, динамометр, лист плотной бумаги, ножницы, канцелярские клипсы.

Гипотеза:

Сила трения скольжения зависит от рода и качества обработки (шероховатости) соприкасающихся поверхностей. Для разных пар трущихся поверхностей (например, дерево по дереву и дерево по бумаге) при одинаковой силе, прижимающей тело к поверхности, сила трения будет различной.

Ход работы:

1. Положим деревянную рейку на горизонтальную поверхность стола.
2. Поставим на рейку деревянный брусок. Чтобы сила давления на опору была постоянной в течение всего эксперимента, поместим на брусок два груза (например, по 100 г каждый).
3. Прицепим к бруску динамометр. Будем тянуть динамометр горизонтально так, чтобы брусок двигался вдоль рейки равномерно (с постоянной скоростью).
4. Запишем показание динамометра в процессе равномерного движения. Согласно первому закону Ньютона, при равномерном движении сила тяги, которую показывает динамометр, равна по модулю силе трения скольжения. Обозначим это значение как $F_{тр1}$.
5. Изменим одно из тел в паре трущихся поверхностей. Для этого покроем рейку листом плотной бумаги и закрепим его клипсами.
6. Поставим на бумагу тот же брусок с теми же грузами.
7. Снова прицепим динамометр и будем равномерно тянуть брусок по поверхности бумаги.
8. Запишем новое показание динамометра $F_{тр2}$.
9. Сравним полученные значения сил трения $F_{тр1}$ и $F_{тр2}$.

Анализ результатов и вывод:

Сила трения скольжения определяется формулой $F_{тр} = \mu N$, где $\mu$ — коэффициент трения скольжения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры. В нашем эксперименте сила нормальной реакции опоры $\text{N}$ в обоих случаях была одинакова, так как масса бруска с грузами не менялась. Она равна по модулю силе тяжести, действующей на брусок и грузы: $N = mg = (m_{бруска} + m_{грузов})g$.

В ходе эксперимента мы измерили силу трения для двух различных пар поверхностей: дерево-дерево ($F_{тр1}$) и дерево-бумага ($F_{тр2}$). Сравнивая результаты измерений, мы обнаружим, что $F_{тр1} \neq F_{тр2}$. Так как сила нормальной реакции $\text{N}$ была постоянной, различие в силах трения означает, что коэффициенты трения $\mu$ для этих пар поверхностей различны. Коэффициент трения как раз и является физической величиной, которая характеризует зависимость силы трения от материалов и качества обработки соприкасающихся поверхностей.

Ответ: Эксперимент показывает, что при неизменной силе нормальной реакции опоры сила трения скольжения различна для разных пар соприкасающихся поверхностей. Это доказывает, что сила трения скольжения зависит от свойств (материала и шероховатости) этих поверхностей.