Измерения

1. Отклонить прибор с помощью воротка 11 на угол  = 30.

2. Вывести шар из положения равновесия на угол ₀ = 4-5. Следить за тем, чтобы прерыватель света пересекал поток света фотоэлектрического датчика.

3. Замерить угол  через n = 10 полных колебаний маятника.

4. Вычислить коэффициент трения качения по формуле (15.11).

5. Измерения проделать для угла  = 45, а также для пар шарик – плоскость из различных материалов (указаны на установке). Зависит ли коэффициент трения качения от угла ?

Контрольные вопросы

1. В чем отличие сухого трения от вязкого?

2. Что означает «сила трения покоя»? Чем она определяется?

3. Что такое максимальная сила трения покоя?

4. В чем заключается закон Амонтона?

5. Как можно определить коэффициент трения покоя, пользуясь наклонной плоскостью?

6. Какова природа сухого трения?

7. Как зависит сила трения скольжения от скорости?

8. В чем заключается закон Кулона?

9. Какова роль силы трения в природе и технике?

10. Приведите примеры полезного и вредного проявления силы трения. В чем состоит явление застоя, чем определяется ширина области застоя?

11. Почему при очень хорошем качестве обработки поверхности сила трения становится больше, чем при плохом качестве?

12. Рассмотреть задачу в § 42 «Механика» С.П. Стрелкова.

13. В каком случае возникает сила трения качения? Какой характер имеет деформация при трении качения?

14. Как в принципе определить величину силы трения качения?

15. Что называется коэффициентом момента силы трения качения?

16. Каков принцип действия прибора ФПМ-07?

17. Записать уравнение динамики поступательного и вращательного движения для катящегося тела.

18. 18. Вывести формулу (11).

Лабораторная работа № 16 Определение ускорения силы тяжести при свободном падении тела

Оборудование: стальной шарик, электронный секундомер, источник постоянного тока, штатив с укрепленными на нем электромагнитом и лопаткой-выключателем.

Природа сил. Классификация взаимодействий

Природу сил различают в зависимости от природы взаимодействий, мерой которых являются рассматриваемые силы. Так, сила тяготения есть количественная мера гравитационного взаимодействия тела, а сила сухого трения скольжения - количественная мера взаимодействия при скольжении твердого тела по поверхности другого.

Опыт показывает, что взаимодействия по своей природе могут быть разнообразными: гравитационное, электрическое, магнитное взаимодействия, взаимодействия при контакте, и др. Но не все виды взаимодействия простые, не сводимые к другим, более простым видам.

Наиболее простые взаимодействия, к которым сводятся все остальные и которые сами к более простым сводиться не могут, принято называть фундаментальными.

Силы, описывающие фундаментальные взаимодействия, и законы, которым они подчиняются, называются фундаментальными.

В настоящее время известно четыре вида фундаментальных взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, сильное (ядерное) и слабое взаимодействия. Результаты исследований в области ядерной физики заставляют предположить еще два, ранее неизвестных взаимодействия (но данное предположение находится пока на уровне гипотезы).

В таблице 1 приведены все типы известных ныне и предполагаемых фундаментальных взаимодействий и некоторые их характеристики.

Гравитационные взаимодействия, установленные Ньютоном для небесных тел силы притяжения, иначе называемые гравитационными силами, действуют между двумя любыми материальными частицами в соответствии с законом:

,

где кг – гравитационная постоянная,и- массы частиц иr - расстояние между ними.

Закон тяготения Ньютона, написанный для тел малого размера (малого по сравнению с расстояниями между ними), справедлив также и для взаимодействия малого тела с большим шаром. В этом случае нужно под расстоянием понимать расстояние между центрами масс тел.

Пропорциональность сил тяготения массам делает их огромными для небесных тел и пренебрежимо малыми для элементарных частиц. Во взаимодействии друг с другом атомов, молекул или других частичек вещества силы тяготения не играют практически никакой роли. Так, сила притяжения между Землей и Луной равна Н, между Землей и молекулой кислорода примерно равнаН, между двумя молекулами кислорода, находящимися на расстояниим, она приблизительно равнаН, т.е. при переходе к малым частицам, несмотря на значительные уменьшения расстояний, гравитационные силы уменьшаются примерно враз.