Цель работы: закрепление знаний об энергии с наблюдений
за преодолением кинетической энергией силы трения пу-
тем изменения скорости шаров различной массы.
Необходимые принадлежности: два стальных шарика различной мас-
сы, металлической желоб, брусок, измерительная лента,
секундомер, штатив.
Порядок выполнения работы
1. Установите желоб в наклонном положении с штатива так,
как показано на рис. 137. Подоприте бруском нижнюю часть желоба.
2. Положите на среднюю часть желоба шарик меньшей массы и, от-
пустив его, наблюдайте за тем, как шарик покатится по желобу, ударится
о деревянный брусок и, преодолев силу трения, сдвинет его на некоторое
расстояние.
3. Измерьте расстояние Δl, на которое сдвинулся брусок.
4. Повторите опыт, отпустив шарик с верхней части желоба.
5. Положите на среднюю часть желоба шарик большей массы, отпусти-
те его и снова измерьте расстояние, на которое сдвинулся брусок.
6. Измерив расстояние и время, как в лабораторной работе 1, найди-
те ускорение, приобретенное шариком. Используя значения ускорения
и времени, определите скорость шарика в момент его столкновения с
бруском и по формуле Eк= mυ2/2 найдите кинетическую энергию.
7. Проанализируйте зависимость между кинетической энергией и ра-
ботой, выполненной при сдвиге бруска, и сделайте выводы.
Рис. 137. Установка для наблюдения зависимости кинетической
энергии тела от его скорости и массы
1)Р=Fт-Fа Fт=mg=10*0.135=1.35(Н) Fa=gpводыVдетали=10*1000*0.000025=0.25(Н)
Р=1.35-0.25=1.1(Н)
2) Fт=m(груза)g=10*10000=100000(H); при полном погружении Fa=gpводыVбревен
Vбревен=20Vбревна=20*0.8=16(м3) Fa=10*1000*16=160000(H)
т.к. Fa>Fт следовательно бревна могут переправлять данный груз.
3) Fт=(m(человека)+m(льда))g=(m(ч)+pльдаV)g V=Sh=4*0.5=2(м3)
Fт=(60+900*2)*10 =18600(Н)
при полном погружении Fa=gpводыVльда=10*1000*2=20000(Н)
т.к. Fa>Fт следовательно льдина полностью не погрузится
4) до погрузки Fт=Fa m(сухогруза)g=gpводыVпогр Vпогр=Sh
m(с)=pводыSh
после погрузки Fт=Fa m(сухогруза)g +m(груза)g= gpводыVпогр
Vпогр = S(h+2)
m(с) +m(г) = pводы S(h+2)
подставим m(с)=pводыSh следовательно pводыSh +m(г) = pводы S(h+2)
m(г)= pводы S(h+2)- pводыSh = pводыSh + 2рводыS- pводыSh= 2рводыS= 2*1000*3000=6000000(кг)=6000(т)