7. Изучение “золотого правила” механики

Оборудование:  штатив с муфтой  рычаг  динамометр  набор грузов направляющая прибора для изучения прямолинейного движения

Выполнение работы:

1. Закрепите муфту на стержне штатива на высоте около 20 см от поверхности стола. вверните ось рычага в торцевую часть муфты. Убедитесь в том, что рычаг может вращаться вокруг оси без заметного трения.

2.Установите направляющую рейку так, чтобы ее шкала располагалась вертикально примерно за третьим отверстием правой части рычага. Экспериментальная установка показана на рисунке.

3. Перемещая балансиры вдоль рычага, найдите такое их положение, при котором рычаг располагался бы на оси горизонтально.

4. Для записи результатов вычислений и измерений подготовьте таблицу:

№ опыта	Сила F1, Н	Высота h1, м	Сила F2, Н	Высота h2, м	Работа А1, Дж	Работа А2, Дж

5. Подвесьте к динамометру четыре груза, определите и занесите в таблицу величину действующей на них силы тяжести F₁.

6. Подвесьте грузы ко второму отверстию правой части рычага. К четвертому отверстию рычага прикрепите динамометр, как показано на рисунке. Удерживая динамометр в руке, добейтесь того, чтобы рычаг вновь расположился горизонтально.

7. Занесите в таблицу величину силы F₂, которую показывает динамометр. Эта сила приложена к рычагу со стороны динамометра и уравновешивает действие силы тяжести грузов.

8. Заметьте положение грузов и динамометра относительно шкалы.

9. Медленно перемещая динамометр вверх, поднимите грузы на высоту 2–3см.

10. Измерьте по шкале высоту h₁, на которую поднялись грузы, переведите результат в метры и занесите его в первую строчку таблицы.

11. Измерьте высоту h₂, на которую поднялся при этом динамометр. Результат переведите в метры и занесите в таблицу.

12. Повторите опыт, подвесив два груза к первому отверстию, а динамометр прикрепив ко второму. Данные измерений занесите во вторую строчку таблицы.

13. Еще раз повторите опыт, подвесив грузы к четвертому отверстию, а динамометр - ко второму. Данные этого опыта занесите в третью строчку таблицы.

14. Для каждого опыта вычислите работу А₁, совершенную рычагом по подъему грузов. Со стороны грузов на рычаг действует сила тяжести F₁. При равномерном движении со стороны рычага на грузы действует такая же по величине сила F = F₁. Для небольших перемещений можно считать, что путь, пройденный грузами, равен их перемещению по высоте, то есть S = h₁. Учитывая эти соображения, можно вычислить работу А₁ = F₁ h₁.

15. Для каждого опыта вычислите работу А₁, совершенную динамометром по поднятию грузов с помощью рычага. Работа А₂ = F₂ h₂.

16. Сравните значения работ А₁ и А₂ и сделайте вывод, дает ли такой механизм как рычаг выигрыш в работе.