Тема. Вивчення умови рівноваги важеля
Мета: перевірити дослідним шляхом, яким має бути співвідношення сил і їхніх плечей, щоб важіль перебував у рівновазі.
Обладнання: важіль, динамометр, учнівська лінійка, штатив із муфтою та лапкою, набір тягарців.
Відео експерименту:
Хід роботи
Підготовка до експерименту
1. Перед тим як виконувати роботу, переконайтеся, що ви знаєте відповіді на такі запитання.
1) Який механізм називають важелем? ____________________________________
______________________________________________________________________
2) Що називають плечем сили? ___________________________________________
______________________________________________________________________
3) Що таке момент сили?________________________________________________
______________________________________________________________________
2. Ознайомтеся з інструкцією з безпеки.
3. Визначте ціну поділки шкал вимірювальних приладів:
Слін = _____________________; Сдин = _____________________.
4. Закріпіть на лапці штатива важіль і зрівноважте його за допомогою регулювальних гайок.
Експеримент
Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.
Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.
1. Підвісьте з одного боку від осі обертання важеля один тягарець, з іншого боку — два тягарці (рис. 1).
1) Пересуваючи тягарці, зрівноважте важіль.
2) Виміряйте плечі d1 і d2 сил F1 і F2 .
3) Обчисліть значення сил, що діють на важіль, враховуючи, що F1 = Р1, F2 = Р2, а вага P тягарців розраховується за формулою Р = mg. Результати обчислень занесіть до таблиці.
2. Повторіть дослід, підвісивши на одній половині важеля два, а на іншій — три тягарці (рис. 2).
3. Підвісьте праворуч від осі обертання на відстані 12 см три тягарці (рис. 3). Визначте за допомогою динамометра силу, яку треба прикласти в точці, що лежить на відстані 8 см правіше від точки підвішування тягарців, щоб утримати важіль у рівновазі.
Опрацювання результатів експерименту
1. Закінчіть заповнення таблиці, обчисливши для кожного досліду:
1) відношення сил F1/F2 і відношення плечей d2/d1 ;
2) момент М1, сили, що повертає важіль проти ходу годинникової стрілки, і момент М2 сили, яка повертає важіль за ходом годинникової стрілки.
Аналіз експерименту та його результатів
Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому зазначте умову рівноваги важеля та проаналізуйте, які чинники вплинули на точність вимірювання.
Висновок
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Творче завдання
Зберіть експериментальну установку, як показано на рис. 4.
Виконайте необхідні вимірювання та визначте моменти сил, що діють на важіль. Сформулюйте висновок.
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________ ____________________________________________
____________________________________________ Рис. 4
