CA255B — Планирование и анализ эксперимента: ответ и решение

Дайте развернутый ответ.

Используя штатив с держателем, неподвижный блок, нить, три груза и динамометр, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы упругости при равномерном подъёме грузов с использованием неподвижного блока. Определите работу, совершаемую силой упругости при подъёме трёх соединённых вместе грузов на высоту 25 см. Абсолютная погрешность измерения силы равна ±0,1 Н, абсолютная погрешность измерения расстояния равна ±0,2 см.

В бланке ответов № 2:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта работы силы упругости;

3) укажите результаты прямых измерений силы упругости и пути с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите значение работы силы упругости.

СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ

КЭС:

1.29 Практические работы. Измерение средней плотности вещества; архимедовой силы; жёсткости пружины; коэффициента трения скольжения; работы силы трения, силы упругости; средней скорости движения бруска по наклонной плоскости; ускорения бруска при движении по наклонной плоскости; частоты и периода колебаний математического маятника; частоты и периода колебаний пружинного маятника; момента силы, действующего на рычаг; работы силы упругости при подъёме груза с помощью неподвижного блока; работы силы упругости при подъёме груза с помощью подвижного блока

Тип ответа:

Развернутый ответ

Номер: CA255B

Статус задания: НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания OGEPHYSCA255B

Ответ: A = F_упр · 0,250 м; F_упр измеряют

В условии перечислены приборы, но нет их показаний. Численный результат получают на выданной установке; готовые значения из другого опыта вместо измерений подставлять нельзя.
Закрепим блок на штативе, перекинем нить через него. На одном конце подвесим нагрузку, к другому прикрепим динамометр и потянем его вниз. Используем три соединённых груза. Нагрузка должна подниматься равномерно на h = 25 см. Отдельно отметим начальное и конечное положения свободного конца нити и измерим его путь s. Динамометр показывает модуль силы упругости F_упр.
Система отсчёта — штатив, Oy направим вверх. На нагрузку действуют натяжение T вверх и mg вниз. Равномерность даёт T − mg = 0. Для идеального блока T = F_упр; блок изменяет направление силы, не давая выигрыша в пути.
Работа на перемещаемом конце нити A = F_упр s, поскольку сила и перемещение сонаправлены. Из неизменности длины нити получаем s = h. Поэтому A = F_упр h.
При центральном показании f ньютонов запишем F_упр = (f ± 0,1) Н. Если напрямую измеряем путь свободного конца, s = (25,0 ± 0,2) см = (0,250 ± 0,002) м. Подставим: A = f Н · 0,250 м; результат в джоулях.
Проверка: работа положительна. Путь свободного конца равен 25 см. В идеальном случае F_упр h = mgh, что соответствует приросту потенциальной энергии. При заметных потерях измеренная работа включает и их; в расчёте используют фактическую силу.

Планирование и анализ эксперимента: схема решения задания OGEPHYSCA255B — Обозначения: Работа при подъёме с неподвижным блоком.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании OGEPHYSCA255B.

Сообщение увидит только команда сайта: на странице оно не публикуется.

Задание OGEPHYSCA255B: Планирование и анализ эксперимента

Решение задания OGEPHYSCA255B

Помочь улучшить сайт

Комментарии к решению