В данной работе вам предстоит исследовать условия равновесия тел и силу трения между нитью и пластмассовой канцелярской кнопкой. Воткните две кнопки в торец крышки стола. К одной из них привяжите конец нити, перебросьте нить через вторую кнопку. Грузы необходимо прикреплять к концу нити и к середине между кнопками. Вам необходимо измерять высоты подъемов грузов, прикрепленных к концу нити и к ее середине.

Обозначим высоту подъема груза через , расстояние от точки крепления грузов до стола , расстояние между кнопками .

Когда нить переброшена через стержень, натяжения нити различны с различных сторон от стержня из-за наличия сил трения между нитью и поверхностью стержня. Можно показать, что отношение сил натяжения нитей при постоянном угле закрутки остается постоянным: где - коэффициент, зависящий от коэффициента трения и угла закрутки. Основной целью вашей работы является проверка данной формулы и определение коэффициента .

Теоретическое введение.

Для определения силы натяжения нити необходимо рассмотреть геометрические соотношения между сторонами треугольника и измеряемыми параметрами (расстояние на которой опустился центральный груз) и (высота подъема крайнего груза). Выразим из теоремы Пифагора длину отрезка Теперь из подобия треугольников и следует Условие равновесия груза имеет вид из которого следует формула для расчета силы :

Измерения

Все измерения проводите в двух случаях: при опускании грузов и при их подъеме:

• сначала поднимите груз выше положения равновесия, затем, слегка придерживая его рукой, дайте ему медленно опуститься до положения равновесия;
• опустите груз ниже положения равновесия, а затем, придерживая его рукой, дайте ему подняться до положения равновесия.

Результаты измерений и последующих расчетов удобно представить в таблице