Варианты опытов по теме Опыт 1. Определение работы и мощности при подъеме груза по вертикали

Вариант 1. Оборудование: метр демонстрационный, динамометры трубчатые, гру­зы наборные, штатив, метроном.

Установку собирают по рисунку 118. Опыт по поднятию груза выполняют с грузами разной массы. К крючку динамометра подвешивают груз и определяют его вес. Затем груз поднимают на высоту 0,5 м, перемещая равномерно рядом с краем демонстра­ционного метра. По формуле подсчитывают произведенную работу.

Во второй серии опытов демон­стрируют определение мощности. С этой целью на метрономе уста­навливают частоту 1 удар в секун­ду. В первом опыте груз поднима­ют на высоту 0,5 м за 6 с, а во вто­ром—за 2 с. Рассчитывают мощ­ность и сравнивают полученные зна­чения.

Вопрос. Динамометр с подвешенным грузом показывает 4 Н. Что покажет дина­мометр при равномерном движении груза вертикально вверх, при равномерном дви­жении груза вертикально вниз?

Рис. 118 Рис.114 Рис. 2.85

Опыт 2. Условие равновесия сил на рычаге

Вариант 1. Оборудование: рычаг демонстрационный, набор грузов, трубчатый динамометр.

Чтобы продемонстрировать условие равновесия рычага, его подготавливают к работе согласно инструкции (смотри описание прибора). Силы задают и измеряют подбором грузов известной массы или динамометром. Плечи задают перемещением крючков для подвешивания грузов и измеряют с помощью делений на линейке.

Разработайте метод проведения эксперимента по уравновешиванию рычага с помощью двух грузов (рис. 2.85), трех грузов (рис. 114).

Опыт 3. Условие равновесия сил на вороте

Вариант 1. Оборудование: ворот демонстрационный, динамометр на 10 Н, грузы с крючками, штатив, нить, метр демонстрационный.

Установку собирают по рисун­ку 119. Отвернув стопорный винт, перемещают рукоятку с противовесом до тех пор, пока не установится безразличное равновесие. Затем на малый вал наматывают нить, стопорят ворот тормозом и подвешивают к нити грузы с крючка­ми. Крепят за рукоятку крючок динамометра, отпускают тормоз и добиваются равновесия. Целесооб­разно вначале потянуть динамометр вдоль нити в направлении от ворота, а затем - по направлению к вороту. Измеряют силы, действующие на ворот, плечи этих сил и убеждаются в выполнении условия равновесия.

В другом варианте опыта грузы подвешивают на нить, намотан­ную на вал большего диаметра.

Вопросы: 1. Какую силу покажет динамометр, прикрепленный к рукоятке во­рота, если к нити, намотанной на большой вал, подвешен груз 12 Н?

2. Определите выигрыш в силе, который дает ворот в обоих вариантах опыта.

Рис. 119

Опыт 4. Подвижный и неподвижный блоки.

Вариант 1. Оборудование: подвижный блок, неподвижный блок, динамометр трубчатый, грузы наборные.

Рис. 2.88 Рис. 120

Установки собирают по рисункам 2.88. Сначала опыт делают с одним, потом с другим блоком. На блок подвешиваю груз. Уравновешивают груз на блоке с помощью динамометра. Производят необходимые измерения сил и плечей сил, определяю выигрыш в силе теоретически и экспериментально. Делают вывод.