С. Д. Варламов А. Р. Зильберман
жүктеу/скачать 1,21 Mb. Pdf көрінісі
|
experiment
| Часть 2
Предполагаемый способ решения . Изготавливается «на- правляющая» дорожка для шариков. Линейки крепятся к столу липкой лентой так, чтобы шарики катались между ними или вдоль них. Магнит и два или три шарика с одной стороны от него лежат между линейками на краю стола, прижавшись друг к другу. Магнит липкой лентой крепится к столу, причём шарики и магнит касаются друг друга непо- средственно. К ним с другой стороны направляется с нулевой начальной скоростью четвёртый шарик. Он разгоняется пе- ред столкновением с магнитом и после удара передаёт свой импульс по цепочке самому крайнему шарику. Этот крайний шарик отрывается от всей «компании», покидает стол и летит в воздухе до соударения с полом. Измерив высоту стола и дальность полёта шарика по горизонтали, можно вычис- лить его начальную скорость. Задавая разные начальные расстояния между магнитом и четвёртым шариком, можно выяснить зависимость приобретаемой этим шариком скоро- сти от величины расстояния, пройденного «к магниту» перед ударом. По этой зависимости можно вычислить отношение сил притяжения к магниту и к Земле. Исследование магнита ( 10—1—2006 ) Оборудование : магнит — 1 шт., металлические уголки — 5 шт. (заглушки гнёзд в материнском блоке компьютеров), динамометр — 1 шт., прочный капроновый шпагат — 1,5 м, липкая бумага, миллиметровая бумага, плотная бумага, её «плотность» (масса одного квадратного метра) 160 г/м 2 — 1 лист формата A4, две палочки со срезанными ватными тампонами, мерная лента. Задание : найдите зависимость от расстояния силы притя- жения магнита и отогнутой под прямым углом части желез- ного уголка (она располагается параллельно большой грани магнита). Постройте график этой зависимости. Цилиндрические палочки — это маленькие катки, на кото- рых может смещаться без трения один из уголков. Остальные уголки нужны, чтобы можно было крепить к ним прочный шпагат и, натягивая его динамометром, находить силу натя- жения шпагата. Экспериментальные задачи физических олимпиад 149 Сила притяжения магнита и уголка в случае, когда они соприкасаются, настолько велика, что, просто потянув за уголок динамометром, её измерить нельзя. Такие силы мож- но измерять методом разложения силы на составляющие. Прочный шпагат, прикреплённый к подвижному уголку, на- тягивается настолько сильно, что магнит и уголок готовы оторваться друг от друга. Если в середине шпагата зацепить его динамометром и потянуть в направлении, перпендику- лярном шпагату, то он деформируется и принимает форму двух отрезков, составляющих друг с другом небольшой угол. Величину этого угла можно измерить с помощью миллимет- ровой бумаги. Помещая между уголком и магнитом плотную бумагу (картон), сложенную в несколько слоёв, можно уста- навливать разные расстояния между магнитом и выбранной поверхностью стального уголка. Для больших расстояний между магнитом и уголком сила трения между уголком и сто- лом начинает играть существенную роль. Чтобы уменьшить влияние трения на результаты измерений нужно исключить трение скольжения, заменив его трением качения. Для этой цели можно использовать пластмассовые трубочки. На них помещается уголок, и, для того чтобы сдвинуть с места этот уголок, требуется сила, значительно меньшая по величине, чем в том случае, когда «катки» не используются. Для ещё б´ольших расстояний можно уголок просто подвесить на длин- ном шпагате и измерять с помощью миллиметровой бумаги малые углы между вертикалью и шпагатом. Это тот же самый метод разложения сил на составляющие, действующие в разных направлениях. Катушка ( 11, до 2000 года ) Задание : определите число витков медного провода в ка- тушке. Оборудование : катушка с неизвестным числом витков, моток провода (длина 2 м), плоский магнит с размерами 1 см × 7 см × 10 см, стрелочный прибор «неизвестного назна- чения» с линейной шкалой. Диаметр катушки 5 см много больше её толщины и разницы большего (внешнего) и мень- шего (внутреннего) диаметров витков. |