Краткое пояснение: Для решения задачи необходимо знать условие равновесия рычага и формулу для объема цилиндра.
7. Тип 7 № 713
Цель работы: измерение размеров цилиндрического тела.
Ход работы:
- 1) Измерьте с помощью линейки диаметр d и длину L цилиндрического тела. Запишите полученные значения с учётом погрешностей. Примите погрешность линейки равной половине цены её деления.
- 2) Рассчитайте по полученным данным объём V цилиндрического тела. Пользуясь «методом границ», оцените абсолютную погрешность полученной величины. Для вычисления объёма цилиндра используйте формулу \[V = \frac{\pi d^2L}{4}\]
- 3) При измерении диаметра данного цилиндрического тела с помощью линейки точность оказывается не очень высокой. Вычислите относительную погрешность диаметра, измеренного линейкой. Кратко опишите другой способ измерений диаметра цилиндрического тела, который даёт заметно более высокую точность. Нарисуйте схему проведения опыта. Проведите с помощью этого способа измерения, запишите измеренные величины, рассчитайте значение диаметра и оцените его абсолютную и относительную погрешность. При проведении опыта повторите измерения не менее трёх раз для подтверждения повторяемости результатов.
Оборудование: цилиндрическое тело, линейка, лист бумаги.
Примечание: в качестве цилиндрического тела можно использовать пальчиковую батарейку (АА или ААА), незаточенный карандаш с круглым сечением и т. д. Если в качестве цилиндрического тела будет использована батарейка, то размерами небольшого «выступа» на торце батарейки у положительного электрода следует пренебречь.
Для решения задачи с бревном и грузами необходимо:
- Вспомнить условие равновесия рычага: моменты сил, действующие на рычаг, должны быть равны. Момент силы равен произведению силы на плечо.
Для рисунка 1:
\[F_1 \cdot x = F_2 \cdot y\]
- где \[F_1\] - сила, действующая на левом конце бревна,
- \[x\] - плечо этой силы,
- \[F_2\] - сила, действующая на правом конце бревна,
- \[y\] - плечо этой силы.
Сила, действующая на конец бревна, равна весу груза: \[F = mg\]
Тогда: \[m_1gx = m_2gy\]
Сокращаем на g: \[m_1x = m_2y\]
Отсюда находим массу второго груза: \[m_2 = \frac{m_1x}{y}\]
Сила, с которой бревно с двумя грузами действует на подставку, равна сумме весов грузов:
\[F = F_1 + F_2 = m_1g + m_2g = (m_1 + m_2)g\]
Ответ: \[m_2 = \frac{m_1x}{y}\]; \[F = (m_1 + m_2)g\]