Большой груз

A1. Напоминаем, что для решения задачи допускается использовать только перечисленное в условии оборудование. При нарушении этого правили работа получает ноль баллов за всё, т.к. предложенная задача не решена.

Соберём оборудование, как показано на рисунке 1.

Рис. 1

1. Проверяем плавность и не заклинивание хода динамометра, при необходимости снимаем нижнюю пробку, даем пружинке принимать свободное положение, затем нижнюю пробку закроем!

2. Проверяем и при необходимости настроим динамометр на отметку \(0\) в горизонтальном положении!

3. Закрепляем груз к нитке и повесим на штатив

4. Миллиметровку настроим вертикально по свободно висящему грузу и закрепим к стоике пластилином

5. Отметим на миллиметровке линию наклонной нити при показаний динамометра \(F_{1N} = 1~Н\)

6. Исходя от треугольника мерим длины отрезков \(l_{1N} = 130~мм\) и \(l_{mg} = 178~мм\) и вычисляем массу груза

Ответ:

\[m = \frac{l_{mg}}{l_{1N}}\cdot\frac{F_{1N}}{g} = \frac{178~мм}{130~мм}\cdot\frac{1~Н}{{9.81}\frac{Н}{кг}} = 139.6~г \tag{1}\]

A2. \(\cfrac{l_{mg}}{l_{1N}}\) есть соотношение и измерить его с миллиметровки можно определив разброс одной величины фиксировав другой погрешность дается погрешностью одного из них.

Ответ:

\[\Delta m = \left(\frac{\Delta l_{mg}}{l_{mg}} + \frac{\Delta F_{1N}}{F_{1N}}\right)\cdot m = \left(\frac{1.5~мм}{178~мм} + \frac{0.03~Н}{1~Н}\right)\cdot 139.6~г = 5.4~г \\ m = (139.6 \pm 5.4)~г \tag{2}\]

B1.

1. Проверяем плавность и не заклинивание хода динамометра, при необходимости снимаем нижнюю пробку, даем пружинке принимать свободное положение, затем нижнюю пробку закроем

2. Проверяем и при необходимости настроим динамометр на отметку \(0\) в вертикальном положений

3. Закрепляем груз и динамометр к концам нитки

4. Закрепляем круглый стержень в штатив

5. Намотаем ниткой 1 полный оборот нитки вокруг стержня

6. Отпускаем груз постоянной скоростью придерживая конец нитки динамометром и регистрируем силу \(F_1 = (0.60 \pm 0.02) ~Н\)

7. Намотаем ниткой ещё 1 полный оборот нитки вокруг стержня

8. Отпускаем груз постоянной скоростью придерживая конец нитки динамометром и регистрируем силу \(F_2 = (0.26 \pm 0.02) ~Н\)

9. Замечаем, что это идентично случаю с одним витком конец которого придерживают вторым витком. А следовательно:\[\frac{F_0}{F_1}=\frac{F_1}{F_2},\quad F_0 = mg = \frac{{F_1}^2}{F_2}\implies\]

Ответ:

\[m = \frac{{F_1}^2}{F_2}\frac{1}{g} = \frac{(0.60~Н)^2}{0.26~Н}\frac{1~кг}{9.81~Н} = 141.1~г \tag{3}\]

B2. Ответ:

\[\Delta m = \left(2\cdot\frac{\Delta F_1}{F_1} + \frac{\Delta F_2}{F_2}\right) \cdot 141.1~г = \left(2\cdot\frac{0.02~Н}{0.06~Н} +\frac{0.02~Н}{0.26~Н}\right) \cdot141.1~г = 20.2~г \\m = (141 \pm 20)~г \tag{4}\]

Источник: pho.rs/p/3888.