Брусок

Силу, действующую на брусок, можно менять, меняя угол наклона нити и сохраняя горизонтальным участок нити у бруска; предельная сила трения связана с углом через тангенс.

Идея 1. Сила, действующая со стороны нити, — это сила натяжения, направленная вдоль нити.

Идея 2. Определение коэффициента трения без нагрузки (или с малонагруженным бруском).

К бруску предыдущего опыта добавлен груз массой \(m\).

\[F_{H_{k+mg}}-F_{H_k}=\mu mg\quad\Rightarrow\quad \mu=\frac{F_{H_{(k+mg)}}-F_{H_k}}{mg}.\]

Идея 3. Измеряем силу. Силу, которой мы действуем на брусок, можно менять, меняя угол наклона нити \(\alpha\) и сохраняя горизонтальным идущий от бруска участок нити.

\[\frac{mg}{F_{H_{\max}}}=\operatorname{tg}\alpha\quad\Rightarrow\quad F_{H_{\max}}=\frac{mg}{\operatorname{tg}\alpha}.\]

Замечания.

Силу трения лучше измерять, когда угол \(\alpha\) лежит в интервале \(20^\circ\)–\(70^\circ\), для чего нужно выбрать подходящие грузы.

Точность определения \(\mu\) выше, если добавляемый груз велик.

Так как \(\mu\) было небольшим, лучший результат получался, когда на конце нити была наименьшая масса и/или у бруска изначально был дополнительный груз.

NB! Варианты решения, содержащие трение нити о край стола, получают максимум 6 баллов.

Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.