Номер 439, страница 96 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

Цель работы: Экспериментально определить соотношение между весом тела (бруска) и силой трения скольжения, возникающей при его движении по горизонтальной поверхности стола.

Оборудование: Динамометр, брусок с крючком, стол (горизонтальная поверхность).

Ход работы:

1. Измерение веса бруска ($P$). Подвешиваем брусок на крючок динамометра. Дожидаемся, когда система придет в состояние покоя. Записываем показание динамометра. Это значение соответствует весу бруска $P$.

2. Измерение силы трения скольжения ($F_{тр.ск}$). Кладём брусок на горизонтальную поверхность стола. Зацепляем брусок динамометром за крючок и тянем его равномерно и прямолинейно вдоль поверхности стола. При равномерном движении ($a=0$) сила тяги, которую показывает динамометр, по модулю равна силе трения скольжения: $F_{тяги} = F_{тр.ск}$. Записываем показание динамометра во время равномерного движения.

3. Определение соотношения. Для нахождения соотношения между весом и силой трения скольжения, необходимо рассчитать их отношение. Это отношение является безразмерной величиной и называется коэффициентом трения скольжения $\mu$.

Расчет на основе примерных данных:

Дано:
Измеренный вес бруска: $P = 2.0 \text{ Н}$
Измеренная сила трения скольжения: $F_{тр.ск} = 0.5 \text{ Н}$

Найти:
Соотношение $\frac{F_{тр.ск}}{P}$

Решение:

Соотношение между силой трения скольжения и весом тела (который в данном случае равен силе нормальной реакции опоры $N$, так как поверхность горизонтальна, $P=N$) — это коэффициент трения скольжения $\mu$.

Формула для расчета: $\mu = \frac{F_{тр.ск}}{P}$

Подставим экспериментальные данные в формулу:

$\mu = \frac{0.5 \text{ Н}}{2.0 \text{ Н}} = 0.25$

Таким образом, сила трения скольжения в данном примере в 4 раза меньше веса тела, или составляет 0.25 от его веса.

Вывод:

В ходе эксперимента было установлено, что сила трения скольжения прямо пропорциональна силе нормального давления тела на опору. Для горизонтальной поверхности вес тела $P$ равен силе нормального давления (силе нормальной реакции опоры $N$). Таким образом, сила трения скольжения прямо пропорциональна весу тела: $F_{тр.ск} \sim P$. Коэффициентом пропорциональности является коэффициент трения скольжения $\mu$. Соотношение между этими силами определяется формулой: $F_{тр.ск} = \mu \cdot P$.

Ответ: Чтобы экспериментально определить соотношение между весом и силой трения скольжения, нужно: 1. Измерить вес бруска $P$ с помощью динамометра, подвесив брусок вертикально. 2. Измерить силу трения скольжения $F_{тр.ск}$ с помощью динамометра, перемещая брусок равномерно по горизонтальной поверхности стола. 3. Рассчитать искомое соотношение, которое равно коэффициенту трения скольжения: $\mu = \frac{F_{тр.ск}}{P}$. Это соотношение показывает, что сила трения скольжения прямо пропорциональна весу тела.