Шприц
5/10A1. Определите силу трения между поршнем и цилиндром шприца.
A2. Оцените погрешность измерения.
Оборудование
Линейка
Шприц
Примечание:
Температура на улице \(0\,^\circ\mathrm C\)
Влажность \(93\%\)
Давление воздуха \(98.4~кПа\)
Температура в комнате \(20\,^\circ\mathrm C\)
▶Показать разборСкрыть разбор
ОтветA1: \[F_{\mu}=\frac{V_0} {l_0}\cdot p\cdot\frac{V_0-V_1}{V_1}=0.95~Н\]
РешениеA1. После того, как конец шприца будет закрыт пальцем:

Затем, когда шприц нажимается, а затем отпускается, он не возвращается в исходное положение, а остается в положении:

Сила трения \(F_{\mu}\) равна силе от разности давлений \(F_{\Delta p}\) :
\[F_{\mu}= F_{\Delta p}=S\Delta p=S(p_1 - p_0)=\frac{V_0}{l_0}\,p_0\,\frac{(V_0-V_1)}{V_1},\qquad S= \frac{V_0}{l_0}\]Когда \(T=\operatorname{const}\) (перемещения должны быть достаточно медленными для изотермы)
\[pV=\frac{m}{\mu}\,RT=\operatorname{const}\\p_0V_0 =p_1V_1, \qquad p_1=P_0\,\frac{V_0}{V_1}\]Численные значения:\[V_0=(100.0\pm0.05)\cdot10^{-2} мл=(100.0\pm0.05)\cdot10^{-8} м^3 \\l_0=(56.5\pm0.5) мм=(0.056\pm0.005) м\\ p_0=98.4 кПа\]
\(№\) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 \(V_1,~10^{-8}~м^3\) 65 63 65 65 64 65 67 65 67 61 64 \[\implies V_1=64.6\cdot10^{-8}~м^3 ,\qquad\Delta V_1 \approx2\sigma V_1=3.4\cdot10^{-8}~м^3\]
Ответ:
\[F_{\mu}=\frac{V_0} {l_0}\cdot p\cdot\frac{V_0-V_1}{V_1}=0.95~Н\]
A2. \[\frac{\Delta F_{\mu}}{F{\mu}}=\frac{\Delta V_0+\Delta V_1}{V_0-V_1}+\frac{\Delta V_1}{V_1}+ \frac{\Delta V_0}{V_0}+\frac{\Delta l_0}{l_0} =0.176 \\\Delta F_{\mu}=0.176\cdot0.95~Н=0.17~Н\]
Ответ:
\[F_{\mu}=(0.95\pm0.17)~Н\]
Источник: pho.rs/p/3894.
Похожие задачи
- Брусок на ленте транспортера МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Сани на песке МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Санки на горке с песком МОШ 1988/89, 8 кл.
- Срыв бруска ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
- Брусок на выдёргиваемой дощечке ВсОШ 1992/2001, 11 кл.
- Нить на стержне ВсОШ 1992/2001, 11 кл.