Главная >> Физика 10 кл. Мякишев

 

Лабораторные работы

 

№ 6. Изучение равновесия тела под действием нескольких сил

Цель работы

Убедиться в правильности первого и второго условий равновесия.

Теоретическая часть

Для равновесия твёрдого тела необходимо и достаточно выполнение двух условий:

1) векторная сумма внешних сил, действующих на тело, должна быть равна нулю:

1 + 2 + ... = 0;

2) алгебраическая сумма моментов сил, действующих на твёрдое тело, относительно оси вращения должна быть равна нулю:

M1 + M2 + ... = 0.

Момент силы считается положительным, если сила вызывает вращение против часовой стрелки, и отрицательным, если сила вызывает вращение по часовой стрелке.

Оборудование

Три динамометра, небольшое колечко, набор грузиков, планка с отверстиями, штатив, транспортир.

Порядок выполнения работы

Проверьте первое условие равновесия.

Укрепите конец одного из динамометров

1. Укрепите конец одного из динамометров (рис. Л.5). Второй его конец зацепите за кольцо.

2. Зацепите два других динамометра за это же кольцо и тяните таким образом, чтобы два последних динамометра образовывали прямой угол. Когда кольцо станет неподвижным, снимите показания динамометров.

3. Повторите опыт, стараясь расположить динамометры так, чтобы угол между ними был 120°. Снимите показания динамометров.

4. Запишите результаты измерений в таблицу 8.

Запишите результаты измерений в таблицу 8

5. Рассчитайте равнодействующую сил F2 и F3: Сравните полученное значение со значением F1. Сделайте вывод.

6. Нарисуйте три силы под углом 120°. Убедитесь в том, что при равновесии эти силы равны.

Проверьте второе условие равновесия.

1. Возьмите планку с отверстиями (рис. Л.6, а) и закрепите её на штативе.

2. С одной стороны от точки закрепления на расстоянии l1 = 4 см подвесьте грузик массой m1.

3. Подвешивайте меньший грузик массой m2 с другой стороны на разных расстояниях l2 до тех пор, пока планка не установится горизонтально. Запишите значения масс грузиков и расстояний от точки закрепления планки до грузиков в таблицу 9.

4. К первому грузику на левой стороне планки подвесьте ещё один грузик массой m3.

5. С правой стороны подвесьте ещё один грузик массой m4 на таком расстоянии l4, чтобы планка опять вернулась в горизонтальное положение. Запишите все значения в таблицу 9.

Запишите все значения в таблицу 9

При подвешивании грузика на планку действует сила давления крючка (рис. Л.6, б). Эта сила давления по третьему закону Ньютона равна силе, действующей на крючок, которая, в свою очередь, равна силе тяжести, так как грузик находится в состоянии равновесия. Поэтому при расчётах можно использовать силу тяжести грузика.

По данным таблицы 9 вычислите сумму моментов сил, действующих на планку и алгебраическую сумму сил, действующих на планку.

Сделайте вывод.