Порядок выполнения работы

1. Измерьте массу диска и его радиус.

2. Рассчитайте кинетическую энергию диска, вращающегося с частотой υ₁=2с^-1.

3. Раскрутите диск до частоты υ₁=2с^-1 и натяните нить, пере­кинутую через шкив, отодвигая от диска планку с динамомет­рами (см. рис. 1).

Сосчитайте, сколько оборотов п совершит диск от момента начала торможения до полной остановки. Во время торможения заметьте показания динамометров F₁ и F₂. Измерьте радиус r шки­ва диска.

4. Вычислите работу сил трения при торможении диска:

5. Повторите опыт и расчет при начальной частоте υ₁=2с^-1.

6. Результаты измерений и расчетов занесите в отчетную таблицу.

Отчетная таблица

№ опыта	т, кг	R, м	υ, с-1	Ek, Дж	r, м	Fтp , Н	п	Aтp, Дж
1 2

7. Сравните значения E_k и A_тp и сделайте вывод.

Контрольные вопросы

1. Поясните принцип действия установки, используемой в ра­боте.

2. Зависит ли работа, совершенная силами трения по тормо­жению диска, от того, через верхний или нижний шкив перебро­шена нить?

3. Какими еще способами можно экспериментально измерить кинетическую энергию вращающегося диска?

4. Укажите основные причины, которые приводят к погреш­ностям при выполнении работы, а также способы уменьшения этих погрешностей.

5. Запишите второй закон Ньютона для вращательного движения.

6. Какие силы называются внутренними силами системы?

7. Какие силы называются внешними силами системы?

8. Какая система называется замкнутой?

9. Сформулируйте закон созранения энергии для замкнутой системы.

10. Какие силы называются консервативными?

11. Чему равна работа консервативных сил?

Творческий практикум

Предложите способ внесения поправки при измерении кинети­ческой энергии предложенным способом, с помощью которого учи­тывалась бы работа сил трения в оси диска. Проверьте свой способ на опыте.

Лабораторная работа № 6

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ.

ИЗМЕРЕНИЕ КПД НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ

Цель работы: исследовать зависимость КПД наклонной плоскости и выиг­рыша в силе, получаемого с ее помощью, от угла наклона плос­кости к горизонту.

Оборудование: деревянная доска; деревянный брусок; штатив; дина­мометр; линейка измерительная.

Теоретические основы работы

КПД любого простого механизма равен отношению полез­ной работы A_пол к совершенной работе А_сов. КПД обычно выра­жается в процентах:

При отсутствии трения КПД простого механизма, в том числе и наклонной плоскости, равен единице. В этом случае работа, совершенная силой F, приложенной к телу и направленной вдоль наклонной плоскости вверх, равна полезной работе:

Обозначив путь, пройденный телом вдоль наклонной плоскос­ти, через l, высоту подъема – h, получим: Fl = F_τh. При этом выигрыш в силе равен

В реальных условиях действие силы трения снижает КПД на­клонной плоскости и уменьшает выигрыш в силе.

Для определения КПД наклонной плоскости и выигрыша в силе, полученного с ее помощью, следует использовать выра­жения:

Целью работы является измерение КПД наклонной плоскости и выигрыша в силе при разных углах α ее наклона к горизонту.