Ученик провёл эксперимент по изучению силы трения скольжения, перемещая брусок с грузами равномерно по горизонтальным поверхностям с помощью динамометра (см. рисунок). Погрешность измерения силы трения равна половине цены деления динамометра. Результаты экспериментальных измерений массы бруска с грузами m, площади соприкосновения бруска и поверхности S, приложенной силы F представлены в таблице. Какие утверждения соответствуют результатам проведённых экспериментальных измерений? Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных.

Анализ результатов эксперимента:

Проведем анализ данных из таблицы, чтобы проверить каждое утверждение.

1. Цена деления динамометра 0,04 Н.

В условии задачи сказано, что погрешность измерения силы трения равна половине цены деления динамометра. В таблице приведены значения силы трения с погрешностью ±0,02 Н. Следовательно, цена деления динамометра составляет 2 * 0,02 Н = 0,04 Н. Это утверждение верно.

2. Сила трения уменьшается при наличии смазки между трущимися поверхностями.

В эксперименте не проводилось измерений с использованием смазки, поэтому сделать вывод о влиянии смазки на силу трения на основе данных невозможно.

3. Сила трения скольжения зависит от рода соприкасающихся поверхностей.

Сравним опыты 1 и 2:

• Опыт 1: Поверхность – Резиновая лента, m = 300 г, S = 20 см², F = 0,84 ± 0,02 Н.


• Опыт 2: Поверхность – Деревянная рейка, m = 300 г, S = 20 см², F = 0,48 ± 0,02 Н.

При одинаковой массе и площади, сила трения для резиновой ленты (0,84 Н) больше, чем для деревянной рейки (0,48 Н). Это означает, что сила трения зависит от рода поверхностей. Это утверждение верно.

4. Сила трения скольжения не зависит от массы бруска с грузами.

Сравним опыты 1 и 3:

• Опыт 1: m = 300 г, Поверхность – Резиновая лента, F = 0,84 ± 0,02 Н.


• Опыт 3: m = 200 г, Поверхность – Резиновая лента, F = 0,48 ± 0,02 Н.

В данном случае, при уменьшении массы, сила трения тоже уменьшается. Это указывает на зависимость силы трения от массы. Следовательно, утверждение о независимости неверно.

5. Сила трения скольжения зависит от площади соприкосновения бруска и поверхности.

Сравним опыты 1 и 4:

• Опыт 1: S = 20 см², m = 300 г, F = 0,84 ± 0,02 Н.


• Опыт 4: S = 10 см², m = 500 г, F = 0,84 ± 0,02 Н.

В этом случае площадь уменьшилась, а масса увеличилась, но сила трения осталась прежней (0,84 Н). Также сравним опыты 2 и 4:

• Опыт 2: S = 20 см², m = 300 г, F = 0,48 ± 0,02 Н.


• Опыт 4: S = 10 см², m = 500 г, F = 0,84 ± 0,02 Н.

Площадь и масса изменились, и сила трения тоже изменилась. Чтобы сделать однозначный вывод о зависимости от площади, нужно сравнивать опыты с одинаковой массой, но разной площадью. В данном наборе данных таких опытов нет, которые бы явно показывали зависимость от площади при постоянной массе. В опытах 1 и 4, где сила трения равна (0,84 Н), площадь и масса отличаются, что не позволяет сделать вывод о прямой зависимости именно от площади. Однако, часто в задачах такого типа предполагается, что сила трения не зависит от площади при неизменной нормальной силе (в данном случае, массе). Если бы она зависела, то при уменьшении площади сила трения должна была бы увеличиться (при прочих равных), либо наоборот. На основании имеющихся данных, мы не можем однозначно утверждать, что она зависит от площади.

Вывод:

Правильными являются утверждения:

• Цена деления динамометра 0,04 Н.


• Сила трения скольжения зависит от рода соприкасающихся поверхностей.

Ответ: Цена деления динамометра 0,04 Н.; Сила трения скольжения зависит от рода соприкасающихся поверхностей.