Номер 438, страница 96 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

(э)

Решение:

Для экспериментального доказательства зависимости силы трения от силы давления тела на поверхность проведем следующий опыт, используя предложенное оборудование: маленькую дощечку с крючком, стол, динамометр и грузы.

1. Положим дощечку на горизонтальную поверхность стола. Сила давления дощечки на стол $P_1$ в данном случае равна ее силе тяжести $m_д g$, где $m_д$ – масса дощечки, а $g$ – ускорение свободного падения. На горизонтальной поверхности сила давления по модулю равна силе нормальной реакции опоры: $N_1 = P_1$.

2. Прицепим к крючку дощечки динамометр и будем тянуть его горизонтально, параллельно поверхности стола, добиваясь равномерного прямолинейного движения дощечки. При равномерном движении сила тяги $F_{тяги1}$, которую показывает динамометр, равна по модулю силе трения скольжения $F_{тр1}$. Зафиксируем это значение: $F_{тр1} = F_{тяги1}$.

3. Увеличим силу давления на поверхность. Для этого поставим на дощечку один груз массой $m_г$. Теперь общая сила давления на стол $P_2$ равна сумме сил тяжести дощечки и груза: $P_2 = (m_д + m_г)g$. Сила нормальной реакции опоры также увеличится: $N_2 = P_2$.

4. Повторим измерение: будем равномерно и прямолинейно тянуть дощечку с грузом с помощью динамометра. Зафиксируем новое значение силы трения $F_{тр2}$, равное показанию динамометра $F_{тяги2}$.

5. Для большей убедительности поставим на дощечку два груза. Сила давления возрастет до $P_3 = (m_д + 2m_г)g$, и сила нормальной реакции опоры станет $N_3 = P_3$. Измерим соответствующую силу трения $F_{тр3}$.

Сравнив результаты измерений, мы увидим, что сила давления последовательно увеличивалась: $P_1 < P_2 < P_3$. При этом показания динамометра, равные силам трения, также будут возрастать: $F_{тр1} < F_{тр2} < F_{тр3}$.

Поскольку увеличение силы давления на поверхность приводит к увеличению силы трения скольжения, мы экспериментально доказали, что сила трения зависит от силы давления тела на данную поверхность. Эта зависимость является прямой: чем больше сила давления, тем больше сила трения.

Ответ: Чтобы доказать зависимость силы трения от силы давления, нужно провести серию опытов. Сначала измерить с помощью динамометра силу трения для дощечки, движущейся равномерно по столу. Затем, последовательно добавляя на дощечку грузы (тем самым увеличивая силу давления), снова измерять силу трения. Сравнение результатов покажет, что с увеличением силы давления (веса дощечки с грузами) сила трения также увеличивается, что и доказывает искомую зависимость.