Автор: Фокин Андрей Владимирович.
Рекомендации организаторам
На парте у учащегося должны быть:
1. Новый шприц объемом 20 мл без упаковки и иглы. У шприца должен быть пластиковый поршень (не резиновый), который должен перемещаться внутри шприца с заметным усилием. Конструкция шприца должна позволять полностью вытащить из него поршень. Если вам не удалось найти шприцы с пластиковым поршнем, то можно взять шприцы с резиновым поршнем, но их нужно обязательно разобрать, промыть спиртом от смазки (поршень и корпус шприца изнутри), высушить и затем собрать обратно.
2. Полоска миллиметровой бумаги 10х200 мм.
Возможное решение
Для определения максимальной силы трения покоя воспользуемся условием равновесия поршня при его релаксации после сжатия газа в шприце к положению равновесия.
1. Вытягиваем поршень до отметки 20 мл. Давление внутри шприца равно атмосферному P0.
2. Зажимаем входное отверстие шприца и сжимаем газ под поршнем в цилиндре.
3. 
Медленно отпускаем поршень и видим, что поршень релаксирует к положению равновесия. Поршень останавливается, не дойдя до исходного положения.
4. На поршень действуют силы, указанные на рисунке. F0- сила, действующая на поршень со стороны атмосферы, Fтр- сила трения покоя, FД- сила давления, действующая со стороны газа в шприце на поршень.
5. При равновесии Fтр=FД-F0. F0=P0S, где S- площадь сечения поршня, FД=pS, где р- давление внутри цилиндра.
|
|
|
6. Давление внутри цилиндра можно определить, используя закон Бойля-Мариотта: P0V0=pV, где V0- начальный объем, V- объем, при котором поршень останавливается в равновесии.
7. Площадь сечения поршня можно определить, найдя радиус поршня при помощи отрезка миллиметровой бумаги: 
, где L- длина окружности поршня. Для этого необходимо извлечь поршень из шприца и измерять длину окружности поршня, а не корпуса шприца.
8. Сила трения рассчитывается по формуле: 
.
9. Проводим необходимые измерения несколько раз. Результат усредняем. Рассчитываем погрешность результата.
10. Длина окружности поршня 6 см, начальный объем - 20 мл, конечный объем - 17 мл, атмосферное давление 105 Па. В результате получаем силу, равную примерно 5 Н.
Критерии оценивания.
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 107; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!