7. Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, два груза, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения работы силы трения скольжения при движении каретки с грузами по поверхности рейки на расстояние 40 см. Абсолютная погрешность измерения длины составляет ±0,5 см. Абсолютная погрешность измерения силы составляет ±0,1 Н. В ответе: 1) сделайте рисунок экспериментальной установки; 2) запишите формулу для расчёта работы силы трения скольжения; 3) укажите результаты измерения модуля перемещения каретки с грузами и силы трения скольжения при движении каретки с грузами по поверхности рейки с учетом абсолютных погрешностей измерений; 4) запишите числовое значение работы силы трения скольжения.

Фактические показания прибора не приведены, поэтому ниже дан условный образец измерений. В опыте их нужно заменить собственными показаниями. Каретку с грузами тянут по рейке динамометром; при равномерном движении показание динамометра равно модулю силы трения.

1. Схема установки

2. Формула

Сила трения направлена противоположно перемещению, поэтому её работа отрицательна: \(A_{\text{тр}}=-F_{\text{тр}}s\). Модуль работы равен \(|A_{\text{тр}}|=F_{\text{тр}}s\).

3. Условные результаты измерений

Для примера возьмём показание динамометра 1,0 Н. Тогда \(s=(40{,}0\pm0{,}5)\) см = \((0{,}400\pm0{,}005)\) м, а \(F_{\text{тр}}=(1{,}0\pm0{,}1)\) Н.

4. Работа

Номинальное значение: \(A_{\text{тр}}=-1{,}0\cdot0{,}400=-0{,}40\) Дж. Для оценки погрешности произведения используем \(\Delta|A|\approx s\Delta F+F\Delta s=0{,}400\cdot0{,}1+1{,}0\cdot0{,}005=0{,}045\) Дж, округляя до 0,05 Дж.

Ответ: в условном примере \(A_{\text{тр}}=-(0{,}40\pm0{,}05)\) Дж; показания силы в реальном опыте следует заменить измеренными.