Задание №11. Выяснение условия равновесия рычага. Опишите цель работы, приборы и материалы, указания к работе, обработку результатов измерений и дополнительные задания.

Цель работы: Проверить на опыте условие равновесия рычага и правило моментов. Приборы и материалы: Рычаг на штативе, набор грузов массой 100 г каждый, линейка, динамометр. Указания к работе: 1. Уравновесьте рычаг первого рода с помощью гаек на его концах так, чтобы он расположился горизонтально. 2. Подвесьте два груза на левой части рычага на некотором расстоянии $$l_1$$ от оси вращения. Опытным путём установите, на каком расстоянии $$l_2$$ справа от оси вращения надо подвесить: а) один груз; б) два груза; в) три груза, чтобы рычаг пришёл в горизонтальное равновесное положение. 3. Обработка результатов измерений. Считая, что каждый груз весит 1 Н, запишите в таблицу 19 результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы линейки, а вычислений без учёта погрешностей. Обратите внимание: В таблице 19 необходимо указать: * Номер опыта. * Силу F1 на левой части рычага (в Ньютонах). * Плечо l1 на левой части рычага (в сантиметрах). * Силу F2 на правой части рычага (в Ньютонах). * Плечо l2 на правой части рычага (в сантиметрах). * Отношение сил и плеч ($$F_1/F_2$$ и $$l_2/l_1$$). * Момент силы ($$M_1$$ и $$M_2$$). 4. Для каждого случая определите моменты сил $$M_1 = F_1l_1$$ и $$M_2 = F_2l_2$$, стремящихся повернуть рычаг в разные стороны. 5. Проанализируйте результаты и сделайте вывод. Дополнительное задание: 1. Исследуйте равновесие рычага второго рода. Подвесьте два груза справа от оси вращения рычага на расстоянии 5 см. 2. С помощью динамометра определите, какую силу и как нужно приложить на расстоянии 20 см от оси вращения правее грузов, чтобы удерживать рычаг в равновесии. 3. Запишите результаты измерений и вычислений в таблицу, которую составьте самостоятельно по аналогии с таблицей 19, и сделайте соответствующий вывод для этого случая. Объяснение: Цель работы - проверить на практике, выполняется ли условие равновесия рычага, которое гласит, что сумма моментов сил, вращающих рычаг в одну сторону, должна быть равна сумме моментов сил, вращающих его в другую сторону. В работе используются рычаг, штатив для его крепления, набор грузов известной массы и инструменты для измерения расстояний и сил (линейка и динамометр). Указания к работе описывают, как подготовить рычаг к измерениям (уравновесить его), как создавать различные ситуации с грузами и как измерять необходимые величины. Обработка результатов включает в себя запись измеренных значений, расчёт моментов сил и сравнение полученных результатов с теоретическим условием равновесия. Дополнительное задание предлагает исследовать равновесие рычага второго рода, что позволит расширить понимание принципов работы рычага и применить полученные знания на практике.