Кинематика и динамика поршня

Приборы и оборудование: штатив, шприц одноразовый (\(50-100\)мл), грузы с крючками с обеих сторон (\(100\)г, \(10\)шт), кольцо из алюминиевой проволоки для крепления грузов к поршню (самодельное), секундомер электронный с памятью этапов, линейка (\(20-30\)см), скотч, ножницы, весы (\(2\)шт. на кабинет).

Часть1. Трение поршня.

Если закрыть отверстие шприца и вдвигать, или выдвигать поршень, то после его освобождения он будет немного смещаться. Проведите подобные измерения и определите силу трения поршня о стенки шприца при его движениях в противоположных направлениях. Оцените погрешность найденного значения.

Атмосферное давление в день проведения эксперимента вам будет указано.

Часть 2 Движение поршня.

В данной части Вам предстоит исследовать движение поршня шприца под действием постоянной внешней силы. Соберите экспериментальную установку как показано на рисунке 1 (Постарайтесь обойтись одним штативом).

Подвесьте к поршню за кольцо несколько грузов. Наблюдайте за движением поршня. Подвесьте столько грузов, чтобы поршень опускался из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение.

2.1 Определите минимальное количество подвешиваемых к поршню грузов, при которых поршень опускается в крайнее нижнее положение. Аккуратно извлеките поршень из цилиндра. Определите суммарную массу поршня с кольцом и грузами.

2.2 Исследуйте экспериментально зависимость координаты поршня от времени \(X(\tau)\). Постройте график полученной зависимости.

2.3 По экспериментальным данным постройте график зависимости скорости поршня от времени \(v(\tau)\).

2.4 Определите математический вид зависимости координаты поршня от времени \(X(\tau)\), определите ее параметры.

2.5 Постройте график зависимости равнодействующей силы, действующей на поршень, от координаты \(F_{\text{p}}(X)\).