
Вивчення рівноваги тіл під дією декількох сил
Мета: встановити співвідношення між моментами сил, прикладених до плечей важеля під час його рівноваги.
Обладнання: лінійка; динамометр; штатив з муфтою; важіль; набір вантажів.
Короткі теоретичні відомості
До одного з плечей важеля підвішують один або декілька вантажів, а до іншого – прикріплюють динамометр (мал. 1). Цим динамометром вимірюють модуль сили , яку треба прикласти для того, щоб важіль був у рівновазі.
Потім за допомогою того самого динамометра вимірюють модуль ваги вантажів . Довжини плечей важеля вимірюють лінійкою. Після цього обчислюють абсолютні значен¬ня моментів і сил і : ; .
Висновок про похибку дослідної перевірки правила моментів можна зробити, порівнявши з одиницею відношення .
Хід роботи
1. Установіть важіль на штативі і зрівноважте його в горизонтальному положенні за допомогою пересувних гайок, розміщених на його кінцях.
2. Підвісьте вантаж у певній точці одного з плечей важеля.
3. Прикріпіть до іншого плеча важеля динамометр і визначте силу, яку треба при¬класти до важеля, щоб він був у рівновазі.
4. Виміряйте лінійкою довжини пле¬чей важеля і .
5. Динамометром визначте вагу ван¬тажу та модуль сили .
6. Знайдіть абсолютні значення мо¬ментів сил і .
7. Знайдені величини запишіть у таблицю.
8. Порівняйте відношення з одиницею, тобто знайдіть величину і зробіть висновок про похибки дослідної пе¬ревірки правила моментів.
9*. Перевірте умову рівноваги важеля для кількох різних випадків. Наприклад, до важеля прикладені: а) три сили, лінії дії яких вертикальні; б) дві сили, одна з яких спрямована вертикально, а інша – під деяким кутом до вертикалі і т. д.
Номер досліду , м
, м
, Н
, Н
, Н•м , Н•м
1
2
3
4
5
Вивчення рівноваги тіл під дією декількох сил
(перевірка знань по допуску до виконання роботи)
1. Жорсткий стержень, який має вісь обертання, називається:
а) жорстким блоком;
б) важелем;
в) рухомим блоком.
2. Умови рівноваги тіл?
а) рівність діючих сил;
б) векторна сума діючих сил рівна нулю;
в) векторна сума діючих сил і прикладених моментів рівна нулю.
3. Що називають плечем?
а) довжина важеля;
б) віддаль від осі обертання до точки дії сили;
в) найкоротша відстань від осі обертання до напряму прикладеної сили.
4. Що називають моментом сили?
а) добуток довжини важеля на величину діючої сили;
б) добуток модуля сили на плече;
в) добуток вектора сили на плече.
5. Умова рівноваги важеля.
а) ;
б) ;
в) .
6. В яких одиницях СІ вимірюється момент сили?
а) ;
б) ;
в) .
Вивчення рівноваги тіл під дією декількох сил
(перевірка знань по результатах виконання роботи)
1. Чи означає рівновага обов’язково стан спокою?
а) так, оскільки в стані спокою тіла не рухаються;
б) ні, оскільки стан спокою є поняттям відносним, тобто залежить в якій системі відліку розглянуто стан тіла;
в) так, при рівновазі сил не повинен змінюватися ні поступальний, ні обертальний рух тіла.
2. Що називається центром мас тіла?
а) точка прикладання рівнодійної сил;
б) точка прикладання сили тяжіння;
в) точки розміщені вздовж лінії дії сил.
3. Чи може центр тяжіння міститися поза тілом?
а) може. Все залежить від форми тіла;
б) може. Все залежить від маси тіла;
в) не може. Ця точка обов’язково повинна належати тілу.
4. Автомобіль перевозив вантажі однакової маси: в першому випадку – стальні листи, в другому – бавовну, в третьому – дрова. В якому випадку автомобіль був більш стійким?
а) при перевезенні стальних листів;
б) при перевезенні бавовни;
в) при перевезенні дров.
5. Види рівноваги:
а) стабільна, нестабільна;
б) стабільна, нестабільна, байдужа;
в) стабільна, байдужа.