Я тебе сейчас просто буду читать. Тема: экспериментальное изучение закона строения сохранения энергии .Цель работы проверить закон сохранения энергии. Задачи работы определить…
Я тебе сейчас просто буду читать. Тема: экспериментальное изучение закона строения сохранения энергии .Цель работы проверить закон сохранения энергии. Задачи работы определить коэффициент силы , трение скольжения вещества наклонной плоскости .Рассчитать путь пройденный телом после соскальзывания с наклонной плоскости. Оценить экспериментальное и расчётное значение пути, пройденное телом после соскальзывания с наклонной плоскости оборудования, наклонная плоскость , угол наклонность от 30 до 35 градусов, высота наклонной плоскости 180 сантиметров, длина наклонной плоскости 50 сантиметров, а тело это шайба, масса 2 килограмма, толщина 2 сантиметра. Измерительные инструменты отсутствуют. эээ И сейчас я тебе еще пришлю таблицу
Сверь числа и знаки с фото.
Таблица (рукописно): | № | α° | k | S накл. | S путь | ΔS | [неразборчиво], % | | 1 | 30 | | | | | | | 2 | 31 | | | | | | | 3 | 32 | | | | | | | 4 | 33 | | | | | | | 5 | 35 | | | | | |
Коротко
Если после наклонной шайба скользит по горизонтали до остановки, закон сохранения энергии записывается так:
\[ mgS_1\sin\alpha=\mu mgS_1\cos\alpha+\mu mgS_2. \]
Здесь \(S_1\) — путь по наклонной, \(S_2\) — путь после неё, \(\mu\) — коэффициент трения скольжения. Масса \(m\) сокращается, поэтому \(2\) кг в расчёт не подставляем. Толщина \(2\) см тоже не нужна: она одинаково приподнимает шайбу в начале и в конце.
Отсюда две рабочие формулы:
\[ \mu=\frac{S_1\sin\alpha}{S_1\cos\alpha+S_2}, \]
\[ S_2=S_1\left(\frac{\sin\alpha}{\mu}-\cos\alpha\right). \]
Если \(S_1=0{,}50\) м, то:
\[ S_2=0{,}50\left(\frac{\sin\alpha}{\mu}-\cos\alpha\right)\ \text{м}. \]
Как заполнять таблицу
- В столбец \(k\) (или \(\mu\)) — коэффициент трения по первой формуле.
- В \(S_{\text{накл}}\) — путь по наклонной, если вся длина \(50\) см, то \(0{,}50\) м.
- В \(S_{\text{путь}}\) — измеренный путь после съезда.
- Разница и относительная ошибка:
\[ \Delta S=|S_{2,\text{эксп}}-S_{2,\text{расч}}|, \]
\[ \varepsilon=\frac{|\Delta S|}{S_{2,\text{расч}}}\cdot 100\%. \]
Проверка: чтобы шайба вообще съехала из состояния покоя, должно быть \(\mu<\tan\alpha\). Подставь найденное \(\mu\) обратно в энергетическое уравнение — должно получиться измеренное \(S_2\).
Что не сходится в условии
Я проверил геометрию: при длине наклонной \(0{,}50\) м и углах \(30^\circ\)–\(35^\circ\) высота подъёма равна
\[ h=S_1\sin\alpha\approx 0{,}25\text{–}0{,}287\ \text{м}, \]
то есть примерно \(25\)–\(29\) см, а не \(180\) см. Если высота действительно \(1{,}80\) м, то длина наклонной при таких углах должна быть примерно \(3{,}1\)–\(3{,}6\) м. Значит, \(180\) см — это, скорее всего, не высота самой наклонной, а другая высота или опечатка.
По фото в таблице заполнены только углы: \(30^\circ,31^\circ,32^\circ,33^\circ,35^\circ\). Числа в столбцах \(k\), \(S_{\text{накл}}\), \(S_{\text{путь}}\), \(\Delta S\) отсутствуют. Без измеренных \(S_{\text{путь}}\) или известного \(\mu\) численно заполнить таблицу нельзя: коэффициент трения нельзя вычислить только из массы, угла и длины — его надо измерять или задавать. Пришли значения \(S_{\text{путь}}\) для этих пяти строк или значение \(\mu\), и я посчитаю все строки.
Обсуждение
4 сообщенияМеняю условия высота 50 см длина 180
С новыми числами \(h=0{,}50\) м и \(L=1{,}80\) м получается так. Масса \(2\) кг и толщина \(2\) см снова сокращаются и на результат не влияют.
Геометрия
Если \(180\) см — длина наклонной поверхности, а \(50\) см — её высота, то
\[ \sin\alpha=\frac{h}{L}=\frac{0{,}50}{1{,}80}=0{,}2778, \]
\[ \alpha\approx16{,}1^\circ,\qquad \cos\alpha\approx0{,}9607,\qquad \tan\alpha\approx0{,}289. \]
Формулы для таблицы
Из закона сохранения энергии:
\[ mgh=\mu mgL\cos\alpha+\mu mgS_2. \]
Отсюда коэффициент трения
\[ \mu=\frac{h}{L\cos\alpha+S_2}, \]
а путь после наклонной
\[ S_2=\frac{h}{\mu}-L\cos\alpha. \]
С числовыми данными:
\[ \mu=\frac{0{,}50}{1{,}73+S_2}, \qquad S_2=\frac{0{,}50}{\mu}-1{,}73. \]
Здесь \(S_2\) — в метрах. В таблице \(k\) — это \(\mu\).
Чтобы шайба вообще начала соскальзывать из состояния покоя, нужно
\[ \mu<\tan\alpha\approx0{,}289. \]
Если \(\mu\) больше, шайба не поедет, и формула даст отрицательный \(S_2\).
Важное противоречие
Размеры \(50\) и \(180\) см соответствуют углу около \(16^\circ\), а не \(30^\circ\)–\(35^\circ\). Если оставить углы \(30^\circ\)–\(35^\circ\) при длине \(L=1{,}80\) м, то высота должна быть примерно
\[ h=L\sin\alpha\approx0{,}90\text{–}1{,}03\ \text{м}. \]
А если высота действительно \(0{,}50\) м, то длина наклонной при таких углах должна быть примерно \(0{,}87\)–\(1{,}00\) м.
Поэтому одновременно «высота \(50\) см, длина \(180\) см и углы \(30^\circ\)–\(35^\circ\)» не сходится. Для численного заполнения таблицы всё равно нужны измеренные значения \(S_2\) или известное \(\mu\).
Уточни, пожалуйста: в опыте фиксируются размеры \(50\) и \(180\) см или углы \(30^\circ\)–\(35^\circ\)?
короче таблицу заполни
Готовую таблицу с числами заполнить не могу: в условии нет ни одного измеренного \(S_2\) — пути шайбы после съезда, — и нет коэффициента трения \(\mu\). Масса, толщина и размеры плоскости \(\mu\) не определяют. Если впишу числа, это будет выдумка, и на проверке расчёт с «экспериментом» не сойдётся.
Вот заготовка для \(L=1{,}80\) м; \(h\) для каждого угла уже посчитана:
| \(\alpha\), ° | \(h=L\sin\alpha\), м | \(S_{2,\text{эксп}}\), м | \(\mu\) | \(S_{2,\text{расч}}\), м | \(\Delta S\), м | \(\varepsilon\), % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 30 | 0,900 | — | — | — | — | — |
| 31 | 0,927 | — | — | — | — | — |
| 32 | 0,954 | — | — | — | — | — |
| 33 | 0,980 | — | — | — | — | — |
| 35 | 1,032 | — | — | — | — | — |
Формулы для строки:
\[ \mu=\frac{h}{L\cos\alpha+S_2},\qquad S_{2,\text{расч}}=\frac{h}{\mu}-L\cos\alpha, \]
\[ \Delta S=\left|S_{2,\text{эксп}}-S_{2,\text{расч}}\right|,\qquad \varepsilon=\frac{\Delta S}{S_{2,\text{расч}}}\cdot100\%. \]
Если оставляешь \(h=0{,}50\) м при \(L=1{,}80\) м, то угол получается \(16{,}1^\circ\), и строки с углами \(30^\circ\)–\(35^\circ\) к такой установке не относятся — тогда таблица должна быть другой.
Пришли \(S_2\) для пяти опытов (или значение \(\mu\)) — я сразу заполню все строки с \(\Delta S\) и \(\varepsilon\).
