Определение условия равновесия рычага

Цель работы: экспериментально проверить условие равновесия тела.

Оборудование: штатив, рычаг, набор грузов, линейка, динамометр.

Задание 1

Ход работы:

1. Соберите экспериментальную установку (рычаг 1-го рода, рис. 9.1).
2. Уравновесьте рычаг, вращая гайки на его концах так, чтобы он расположился горизонтально.
3. Подвесьте два груза на правой части рычага на расстоянии, равном примерно 10–15 см от оси вращения. Опытным путем установите, на каком расстоянии влево от оси вращения надо подвесить один груз, три груза.
4. Результаты измерений занесите в таблицу 1.

Рис. 9.1

Таблица 1

№	Слева от оси: масса $m_1$, кг	сила на левую часть рычага $F_1$, Н	плечо рычага $d_1$, м	момент $M_1$, Н·м	Справа от оси: масса $m_2$, кг	сила на правую часть рычага $F_2$, Н	плечо рычага $d_2$, м	момент $M_2$, Н·м
1
2
3

5. Проверьте справедливость правила моментов $M_1 = M_2$.
6. Оцените, с какой точностью выполняется правило моментов. Для этого найдите разность моментов и отношение этой разности к среднему значению момента.
7. Изобразите графически и проверьте правило моментов.
8. Сделайте вывод.

Задание 2

Ход работы:

1. Соберите экспериментальную установку (рычаг 2-го рода).
2. Подвесьте два или три груза на правой части рычага на расстоянии, равном примерно 5–10 см от оси вращения. Прикрепив динамометр к рычагу (рис. 9.2), установите рычаг в горизонтальное положение.
3. Определите значение силы.
4. Результаты измерений занесите в таблицу.
5. Повторите эксперимент несколько раз, изменяя расположение груза (массу груза).
6. Результаты измерений занесите в таблицу 2.

Рис. 9.2

Таблица 2

№ опыта	Масса $m_1$, кг	Сила $F_1$, Н	Плечо рычага $d_1$, м	Момент $M_1$, Н·м	Сила $F_2$, Н	Плечо рычага $d_2$, м	Момент $M_2$, Н·м
1
2
3

7. Проверьте справедливость правила моментов $M_1 = M_2$.
8. Оцените, с какой точностью выполняется правило моментов. Для этого найдите разность моментов и отношение этой разности к среднему значению момента.
9. Сделайте вывод.