Условие

Республиканская олимпиада 2019 10 класс № Э1

Приборы и оборудование: штатив с двумя лапками, грузы по г, динамометр с пределом измерения Н, нить х/б длиной см, продетая в бумажную втулку (втулка изготавливается из полоски тетрадной бумаги см), другой кусок нити длиной м (нить должна держать груз более кг), цилиндр металлический диаметром см (в качестве перекладины).

Указание: рассматривать только стационарные состояния исследуемых систем.

Часть 1. Нить в бумажной втулке.

1.0. Соберите экспериментальную установку как показано на рис. 1. Зажмите втулку в лапке штатива так, чтобы трение нити о втулку было достаточным для удержания пружины динамометра на отметке Н без подвешивания грузов.

1.1 Исследуйте экспериментально зависимость силы, показываемой динамометром, от числа грузов при загрузке (последовательном увеличении числа подвешенных грузов) и разгрузке (последовательном уменьшении числа подвешенных грузов) нити.

1.2. Постройте графики зависимости по результатам, полученным в п.1.1.

1.3 Предложите теоретические формулы, описывающие полученные экспериментальные зависимости. Укажите участки на построенных графиках, где ваши формулы подтверждаются экспериментально.

1.4. По экспериментальным данным определите силы трения нити о стенки втулки при нагрузке и разгрузке нити, вычислите погрешности найденных значений.

Часть 2. Нить на цилиндре

2.0. Соберите экспериментальную установку как показано на рис. 2.

2.1. Исследуйте экспериментально зависимость силы, показываемой динамометром, от числа грузов при нагрузке и разгрузке нити.

2.2. Постройте график зависимости . Подпишите на графике участки загрузки разгрузки нити.

Теоретически можно показать, что при скольжении нити по цилиндру отношение сил натяжения нитей с разных сторон цилиндра остается постоянным

2.3 Сделайте рисунок, иллюстрирующий соотношение (1), укажите направление движения нити и силы ее натяжения и , так, чтобы коэффициент был меньше .

2.3. По экспериментальным данным определите значения коэффициента при нагрузке и разгрузке. Оцените погрешность найденных значений.