22. Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, набор из трёх грузов,
направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для
исследования зависимости силы трения скольжения между кареткой и
поверхностью горизонтальной рейки от силы нормального давления.
Определите силу трения скольжения, помещая на каретку поочерёдно один,
два и три груза. Для определения веса каретки с грузами воспользуйтесь
динамометром.
В бланке ответов:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) укажите результаты измерений веса каретки с грузами и силы трения
скольжения для трёх случаев в виде таблицы (или графика);
3) сформулируйте вывод о зависимости силы трения скольжения между
кареткой и поверхностью рейки от силы нормального давления.
Характеристика оборудования
При выполнении задания используется комплект оборудования № 4
в следующем составе:
- каретка массой 100±2 г;
- три груза массой по 100±2 г;
- динамометр школьный с пределом измерения 4 Н (погрешность 0,1 Н);
- направляющая рейка.
Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное
с другими характеристиками необходимо внести соответствующие
изменения в образец выполнения задания.
(Решение)
Опыты Птолемея по преломлению света.
Греческий астроном Клавдий Птолемей (около 130 г. н. э.) – автор
замечательной книги, которая в течение почти 15 столетий служила
основным учебником по астрономии. Однако кроме астрономического
учебника Птолемей написал ещё книгу «Оптика», в которой изложил теорию
зрения, теорию плоских и сферических зеркал и исследование явления
преломления света. С явлением преломления света Птолемей столкнулся,
наблюдая звёзды. Он заметил, что луч света, переходя из одной среды в
другую, «ломается». Поэтому звёздный луч, проходя через земную
атмосферу, доходит до поверхности Земли не по прямой, а по кривой линии,
то есть происходит рефракция. Искривление хода луча происходит из-за
того, что плотность воздуха меняется с высотой.
Чтобы изучить закон преломления, Птолемей провёл следующий
эксперимент. Он взял круг и укрепил на оси линейки
l1 и
l2 так, чтобы они
могли свободно вращаться вокруг неё (см. рисунок). Птолемей погружал этот
круг в воду до диаметра АВ и, поворачивая нижнюю линейку, добивался
того, чтобы линейки лежали для глаза на одной прямой (если смотреть вдоль
верхней линейки). После этого он вынимал круг из воды и сравнивал углы
падения α и преломления β. Он измерял углы с точностью до 0,5°. Числа,
полученные Птолемеем, представлены в таблице.
| № опыта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
| Угол падения α, град |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
| Угол преломления β, град |
8 |
15,5 |
22,5 |
28 |
35 |
40,5 |
45 |
50 |
Птолемей не нашел «формулы» взаимосвязи для этих двух рядов чисел.
Однако если определить синусы этих углов, то окажется, что отношение
синусов выражается практически одним и тем же числом, даже при таком
грубом измерении углов, к которому прибегал Птолемей.
19. В спокойной атмосфере наблюдают положение звёзд, не находящихся на
перпендикуляре к поверхности Земли в той точке, где находится
наблюдатель. Каково видимое положение звёзд – выше или ниже их
действительного положения относительно горизонта? Ответ поясните.
(Решение)
24. Используя собирающую линзу, экран, линейку, соберите экспериментальную
установку для определения оптической силы линзы. В качестве источника
света используйте свет от удалённого окна.
В бланке ответов:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчёта оптической силы линзы;
3) укажите результат измерения фокусного расстояния линзы;
4) запишите значение оптической силы линзы.
(Решение)
23. Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и 2 груза,
соберите экспериментальную установку для определения жесткости пружины.
Определите жесткость пружины, подвесив к ней два груза. Для определения веса
грузов воспользуйтесь динамометром.
В бланке ответов:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки;
2) запишите формулу для расчета жесткости пружины;
3) укажите результаты измерения веса грузов и удлинения пружины;
4) запишите численное значение жесткости пружины.
(Решение)
