Тема 17. Экспериментальное задание

17.01 Механика → 17.01.01 Банк ФИПИ

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела экспериментальное задание

Разделы подтемы Механика

Банк ФИПИ

Сборник Камзеевой

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 41#81425Максимум баллов за задание: 3

Используя рычаг, три груза, штатив и динамометр, соберите установку для исследования равновесия рычага. Два груза подвесьте слева от оси вращения рычага на расстоянии 18 см, а один груз на расстоянии 9 см справа от оси вращения. Определите момент силы, которую необходимо приложить к правому концу рычага на расстоянии 18 см от оси вращения рычага для того, чтобы он оставался в равновесии в горизонтальном положении. Абсолютная погрешность измерения силы равна $± 0,1 Н,$ абсолютная погрешность измерения расстояния равна $± 2 м м.$
В бланке ответов №2:
1) зарисуйте схему экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта момента силы;
3) укажите результаты измерений приложенной силы и длины плеча с учётом абсолютных погрешностей измерений;
4) запишите значение момента силы.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

1. Схема экспериментальной установки:

$PIC$

2. Запишите формулу момента силы

M = Fl

где $F$ – сила,действующая на тело; $l$ – плечо этой силы.
3. Запишите равенство моментов сил, действующих на рычаг, относительно оси вращения. С учетом того, в какую сторону бы эти силы поворачивали рычаг. Те, которые поворачивают по часовой в одну сторону относительно знака - которые против часовой в другую. Вам известно плечо силы, которую вам надо найти. Выразите из этого уравнения силу. Перед этим, измерив с помощью динамометра массу грузов.

F =(2,5± 0,1) Н

L = (0,180± 0,002) м

4. Найдите момент силы

M = F ⋅L = 2,5⋅0,180 =0,45 H ⋅м

Ответ:

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 42#81309Максимум баллов за задание: 3

Используя рычаг, три груза, штатив и динамометр, соберите установку для исследования равновесия рычага. Два груза подвесьте слева от оси вращения рычага на расстоянии 10 см и один груз на расстоянии 15 см слева от оси вращения. Определите момент силы, которую необходимо приложить к правому концу рычага на расстоянии 10 см от оси вращения рычага для того, чтобы он оставался в равновесии в горизонтальном положении. Абсолютная погрешность измерения силы равна $± 0,1 Н,$ абсолютная погрешность измерения расстояния равна $± 2 м м.$
В бланке ответов №2:
1) зарисуйте схему экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта момента силы;
3) укажите результаты измерений приложенной силы и длины плеча с учётом абсолютных погрешностей измерений;
4) запишите значение момента силы.

Источники: Банк ФИПИ | Проект демоверсии 2026

Показать ответ и решение

1. Схема экспериментальной установки:

$PIC$

2. Запишите формулу момента силы

M = Fl

F =(3,5± 0,1) Н

L = (0,100± 0,002) м

4. Найдите момент силы

M =F ⋅L = 3,5 ⋅0,100= 0,35 H ⋅ м

Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 43#40046Максимум баллов за задание: 3

Используя рычаг, линейку, три груза, штатив и динамометр, соберите установку для исследования равновесия рычага. Три груза подвесьте слева от оси вращения рычага следующим образом: два груза на расстоянии 12 см и один груз на расстоянии 6 см от оси. Определите момент силы, которую необходимо приложить к правому концу рычага на расстоянии 12 см от оси вращения рычага для того, чтобы он оставался в равновесии в горизонтальном положении. Абсолютную погрешность измерения силы с помощью динамометра принять равной $± 0,1 Н,$ абсолютную погрешность измерения расстояния с помощью линейки принять равной $±2 мм.$
В бланке ответов № 2:
1) зарисуйте или опишите схему экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта момента силы;
3) укажите с учётом погрешности результаты измерений приложенной силы и длины плеча;
4) запишите числовое значение момента силы.

Источники: Банк ФИПИ | Камзеева 2024

Показать ответ и решение

1. Схема экспериментальной установки:

$PIC$

2. Запишите формулу момента силы

M = Fl

где $F$ – сила, действующая на тело; $l$ – плечо этой силы.
3. Запишите равенство моментов сил, действующих на рычаг, относительно оси вращения. С учетом того, в какую сторону бы эти силы поворачивали рычаг. Те, которые поворачивают по часовой в одну сторону относительно знака - которые против часовой в другую. Вам известно плечо силы, которую вам надо найти. Выразите из этого уравнения силу. Перед этим, измерив с помощью динамометра массу грузов.

F = (2,5± 0,1) Н.

L =(0,120± 0,002) м.

4. Найдите момент силы

M = F ⋅L = 0,30 H ⋅ м

Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 44#81300Максимум баллов за задание: 3

Используя рычаг, три груза, штатив и динамометр, соберите установку для исследования равновесия рычага. Три груза подвесьте слева от оси вращения рычага следующим образом: два груза на расстоянии 16 см и один груз на расстоянии 8 см от оси. Определите момент силы, которую необходимо приложить к правому концу рычага на расстоянии 16 см от оси вращения рычага для того, чтобы он оставался в равновесии в горизонтальном положении. Абсолютная погрешность измерения силы равна $± 0,1 Н,$ абсолютная погрешность измерения расстояния равна $±2 мм.$
В бланке ответов №2:
1) зарисуйте схему экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта момента силы;
3) укажите результаты измерений приложенной силы и длины плеча с учётом абсолютных погрешностей измерений;
4) запишите значение момента силы.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

1. Схема экспериментальной установки:

$PIC$

2. Запишите формулу момента силы

M = Fl

где $F$ –сила, действующая на тело; $l$ – плечо этой силы.
3. Запишите равенство моментов сил, действующих на рычаг, относительно оси вращения. С учетом того, в какую сторону бы эти силы поворачивали рычаг. Те, которые поворачивают по часовой в одну сторону относительно знака - которые против часовой в другую. Вам известно плечо силы, которую вам надо найти. Выразите из этого уравнения силу. Перед этим, измерив с помощью динамометра вес грузов.

F =(2,5± 0,1) Н

L = (0,160± 0,002) м

4. Найдите момент силы

M = F ⋅L =2,5⋅0,160= 0,4 H ⋅м

Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 45#112165Максимум баллов за задание: 3

Используя рычаг, три груза, штатив и динамометр, соберите установку для исследования равновесия рычага. Три груза подвесьте слева от оси вращения рычага следующим образом: два груза на расстоянии 6 см и один груз на расстоянии 12 см от оси. Определите момент силы, которую необходимо приложить к правому концу рычага на расстоянии 6 см от оси вращения рычага для того, чтобы он оставался в равновесии в горизонтальном положении. Абсолютную погрешность измерения силы с помощью динамометра принять равной $± 0,1 Н,$ абсолютную погрешность измерения расстояния с помощью линейки принять равной $±2 мм.$
В бланке ответов №2:
1) зарисуйте схему экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта момента силы;
3) укажите результаты измерений приложенной силы и длины плеча с учётом абсолютных погрешностей измерений;
4) запишите значение момента силы.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

1. Схема экспериментальной установки:

$PIC$

2. Запишите формулу момента силы

M = Fl

где $F$ – сила, действующая на тело; $l$ – плечо этой силы.
3. Запишите равенство моментов сил, действующих на рычаг, относительно оси вращения. С учетом того, в какую сторону бы эти силы поворачивали рычаг. Те, которые поворачивают по часовой в одну сторону относительно знака - которые против часовой в другую. Вам известно плечо силы, которую вам надо найти. Выразите из этого уравнения силу. Перед этим, измерив с помощью динамометра массу грузов.

F = (4,0± 0,1) Н.

L =(0,060± 0,002) м.

4. Найдите момент силы

M = F ⋅L = 0,24 H ⋅ м

Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 46#105965Максимум баллов за задание: 3

Необходимо провести исследование зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени деформации пружины. В исследовании используется пружина и набор грузов.
1) Какое ещё оборудование понадобится для проведения этого исследования?
2) Запишите алгоритм действий по исследованию зависимости силы упругости, возникающей в пружине, от степени деформации пружины.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

I) Дополнительное оборудование Для исследования зависимости силы упругости от степени деформации пружины дополнительно понадобятся:
а) Динамометр – для измерения силы упругости пружины.
б) Линейка или миллиметровая шкала – для измерения удлинения пружины.
в) Штатив с муфтой и лапкой – для закрепления пружины.
II) Алгоритм исследования зависимости силы упругости от степени деформации пружины
1) Закрепите пружину в штативе так, чтобы она могла свободно растягиваться под действием груза.
2) Измерьте начальную длину пружины (без нагрузки) с помощью линейки. Пусть она равна $L0$ .
3) Подвесьте первый груз к нижнему концу пружины.
4) Измерьте удлинение пружины $L$ (разность между новой длиной и начальной длиной). 5) Найдите удлинение $x$

x = L− L0.

5) Определите силу, действующую на пружину, по формуле:

Fупр = kx =mg.

Это верно, т.к. силы на вертикальной оси уравновешенсы: сила тяжести и сила упругости.
6) Повторите измерения с разными грузами, увеличивая нагрузку и записывая новые значения удлинения и силы упругости.
7) Постройте график зависимости силы упругости $F$ от удлинения $x$ .
8) Сравните с эмпирической формулой

F = kx,

где $k$ - жесткость пружины.

Ответ:

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 47#105966Максимум баллов за задание: 3

Необходимо провести исследование зависимости силы трении скольжения при движении каретки по поверхности стола от силы нормального давления каретки на поверхность стола. В исследовании используется каретка и стол с деревянной поверхностью.
1) Какое еще оборудование понадобится для проведения этого исследования?
2) Запишите алгоритм действий по исследованию зависимости силы трении скольжения от силы нормального давления.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

I) Дополнительное оборудование
Для исследования зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления понадобятся:
а) Динамометр – для измерения силы трения.
б) Набор грузов – для изменения силы нормального давления.
в) Весы – для измерения массы каретки и грузов.
г) Линейка или измерительная шкала – для контроля положения каретки.
д) Штатив с нитью (опционально) – для более точного измерения силы трения.
II) Алгоритм исследования зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления 1) Определите массу каретки с помощью весов.
2) Установите каретку на поверхность стола.
3) Прикрепите динамометр к каретке горизонтально, чтобы тянуть её по поверхности стола с постоянной скоростью.
4) Измерьте силу трения $Fтр$ при движении каретки без дополнительного груза и запишите это значение.
5) Добавьте груз на каретку и измерьте суммарную массу каретки с грузом.
6) Определите силу нормального давления (она равна силе тяжести каретки с грузом):

N =mg,

$N$ - сила нормального давления, $m$ - масса каретки.
7) Повторите измерение силы трения при разной массе каретки с грузами.
8) Постройте график зависимости силы трения $Fтр$ от силы нормального давления $N$ .

Ответ:

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Следующая подтема