Przypomnij sobie podstawową cechę sił centralnych. Pamiętaj też o zasadach dynamiki Newtona.

Wartość siły FIndeks dolny 0₀ wyraża się wzorem:

$F_0=k\frac{q_1\cdot q_2}{r_0^2}$

Skoro odległości pomiędzy ładunkami zwiększają się o Δdeltar, to zbiór rIndeks dolny n_n tych odległości stanowi ciąg arytmetyczny o postaci:

rIndeks dolny n_n = rIndeks dolny 0₀ + n·Δdeltar.

Przy każdej odległości rIndeks dolny n_n siła oddziaływania ma wartość FIndeks dolny n_n, daną wzorem:

$F_n=k\frac{q_1\cdot q_2}{r_n^2}=F_0\cdot \frac{r_0^2}{r_n^2}=F_0\cdot \frac{r_0^2}{(r_0+n\cdot \mathrm{\text{Δr}}{)}^2}$.

Stosunek sił FIndeks dolny n_n i FIndeks dolny 0₀ jest więc równy:

$\frac{F_n}{F_0}=\frac{1}{(1+n\cdot \frac{\mathrm{\text{Δr}}}{r_0}{)}^2}$;

zależy on nie tylko od n, lecz także od stosunku Δdeltar i rIndeks dolny 0₀ (porównaj odpowiedź ‘c’).

Gdy przyjmiemy, że Δdeltar = rIndeks dolny 0₀, to otrzymamy:

$\frac{F_n}{F_0}=\frac{1}{(1+n{)}^2}$.

Oznacza to, że jeśli odległość między ładunkami zwiększymy o n·Δdeltar i Δdeltar = rIndeks dolny 0₀, to wartość siły zmaleje nie nIndeks górny 2²-krotnie (porównaj odpowiedź ‘d’), lecz (n + 1)Indeks górny 2²-krotnie.

Rozstrzygnij, czy urządzenie służy do badania siły tarcia statycznego czy dynamicznego.

Zastanów się nad rolą belki ‘ab’. Jest ona podtrzymywana uchwytem ‘c’, od którego biegnie linka, przechodząca przez bloczek ‘h’, przyczepiona do wózka na płozach.

Urządzenie służy do badania tarcia stycznego, a belka pełni rolę dźwigni jednostronnej. Jej oś obrotu, prostopadła do płaszczyzny rysunku, przechodzi przez punkt styku trójkątnego klina z blatem ‘B’ (punkt ten jest nieoznaczony na rysunku, dalej będzie nazywany punktem ‘O’). Jedna z powierzchni belki jest wyskalowana, na podobieństwo linijki. Zero tej skali leży pod punktem ‘O’.

Zastanów się nad rolą odważnika ‘P’, o znanym ciężarze, który można przesuwać bliżej lub dalej od punktu zaczepienia linki ‘c’.

1. Wózek na płozach zostaje obciążony klockami, odważnikami, itp. o znanej masie. Jeśli blat ‘B’ jest dobrze wypoziomowany, to ciężar odważników wraz z wózkiem jest równy sile nacisku wózka na powierzchnię, na której spoczywa wózek.

2. Odważnik zostaje zawieszony możliwie blisko uchwytu ‘c’, po jego lewej stronie. Jeśli w tym położeniu wózek zostanie wprawiony w ruch, to należy go dociążyć dodatkowymi klockami.

3. Odważnik jest przesuwany w lewo na coraz to większą odległość od ‘c’. Szukamy takiej odległości dIndeks dolny P_P (licząc od zera skali na belce), przy której wózek zostanie wprawiony w ruch. Odległość tę zapisujemy.

4. Maksymalna wartość siły tarcia statycznego F wyznaczana jest z warunku równowagi dźwigni:

P·dIndeks dolny P_P = F·dIndeks dolny c_c ⇒ F = P·(dIndeks dolny P_P/dIndeks dolny c_c),

gdzie P to ciężar odważnika a dIndeks dolny c_c to odległość punktu zaczepienia linki ‘c’ od zera skali. Odległość ta jest stała w tym doświadczeniu.

5. Pomiar można wykonać dwu‑trzykrotnie dla uniknięcia popełnienia pomyłki.

Można też wykonać serię kilku, kilkunastu niezależnych pomiarów, z tym samym obciążeniem wózka. Dzięki temu uzyskuje się średnią wartość siły F oraz standardową niepewność u(F) wyniku.

Można wreszcie wykonać serię pomiarów, zmieniając za każdym razem obciążenie wózka. Uzyskuje się dzięki temu zależność maksymalnej siły tarcia statycznego od siły nacisku pomiędzy powierzchniami trącymi.