Срыв бруска

Рекомендации для организаторов. Брусок и пластину следует взять от лабораторного трибометра, проследив, чтобы явление срыва было достаточно заметным. При необходимости можно обработать трущиеся поверхности мелкой шкуркой.

Максимальное растяжение пружины динамометра \(x_0\) определяем по максимальному значению силы трения покоя \(F_{\text{п}} = kx_0\), где \(k\) — жёсткость пружины динамометра. После того как брусок срывается с места, он движется под действием равнодействующей двух сил: силы трения скольжения и силы упругости пружины динамометра. По закону сохранения энергии \[\dfrac{kx_0^2}{2} = \mu mg(x_0 - x_1) + \dfrac{kx_1^2}{2},\] где \(\mu\) — коэффициент трения скольжения, \(x_1\) — растяжение пружины в момент остановки бруска (малой скоростью движения динамометра мы пренебрегаем). Это уравнение имеет два корня: \(x_1 = x_0\) и \(x_1' = \dfrac{2\mu mg}{k} - x_0\). Учитывая, что брусок сдвинулся с места, выбираем второй корень. Показания динамометра \(F_1\) в момент остановки бруска, максимальная сила трения покоя \(F_{\text{п}}\) и сила трения скольжения \(F_{\text{ск}}\) связаны соотношением \[F_{\text{ск}} = \dfrac{F_{\text{п}} + F_1}{2}.\] Найдём вес \(P\) бруска с грузами. При скольжении бруска сила реакции опоры \(N = P\), а сила трения \(F_{\text{ск}} = \mu N\). Отсюда найдём \(\mu\).