Статья Лабораторная работа Измерение коэффициента трения скольжения.. Автор: Федорова Светлана Ивановна

Автор: Федорова Светлана Ивановна
Лабораторная работа

Измерение коэффициента трения скольжения.

Дается порядок выполнения работы и с полученных данных переход к экспериментальной задаче


Автор: Федорова Светлана Ивановна

Лабораторная работа

Измерение коэффициента трения скольжения.

 

Цель работы: определить коэффициент трения деревянного бруска, скользящего по деревянной линейке.

Оборудование: динамометр, деревянный брусок, набор грузов, линейка.

Теория

Сила трения

Сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел, препятствующая их относительному движению.

Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул этих поверхностей.

Сила трения зависит от материала трущихся поверхностей и от того, насколько сильно эти поверхности прижаты друг к другу. В простейших моделях трения считается, что сила трения прямо пропорциональна силе нормальной реакции между трущимися поверхностями.

Разновидности силы трения

При наличии относительного движения двух контактирующих тел силы трения, возникающие при их взаимодействии, можно подразделить на:

Трение скольжения

 — сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих, взаимодействующих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.

Вернемся к нашему пресловутому шкафу. Мы, наконец, сообразили, что сдвинуть его в одиночку нам не удасться и позвали на помощь соседа. В конце концов, исцарапав весь пол, вспотев, напугав кота, но, так и не выгрузив вещи из шкафа, мы передвинули его в другой угол. Что мы обнаружили, кроме клубов пыли и не обклеенного обоями куска стены? Что, когда мы приложили силу, превышающую силу трения покоя, шкаф не просто сдвинулся с места, но и (с нашей помощью, естественно) продолжил двигаться дальше, до нужного нам места. И усилия, которые приходилось затрачивать на его передвижение, были примерно одинаковы на всем протяжении пути.

Fтр = (Fтр)max = μN.

Опыт показывает, что сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления тела на опору, а следовательно, и силе реакции опоры 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент пропорциональности μ называют коэффициентом трения скольжения.

Коэффициент трения μ – величина безразмерная. Обычно коэффициент трения меньше единицы. Он зависит от материалов соприкасающихся тел и от качества обработки поверхностей. При скольжении сила трения направлена по касательной к соприкасающимся поверхностям в сторону, противоположную относительной скорости.

Трение качения

 

— момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих, взаимодействующих, тел относительно другого.

Катящееся колесо немного вдавливается в дорогу, и перед ним образуется небольшой бугорок, который приходится преодолевать. Именно этим и обусловлено трение качения. Чем тверже дорога, тем меньше трение качения. Именно поэтому ехать по шоссе намного легче, чем по песку. Трение качения в подавляющем большинстве случаев ощутимо меньше трения скольжения. Именно поэтому повсеместно применяют колеса, подшипники и так далее.

Трение покоя

 

— сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного относительного движения.

Трение покоя удерживает вбитые в стену гвозди, мешает самопроизвольно развязываться шнуркам, а также держит на месте наш шкаф, чтобы мы, случайно опершись на него плечом, не задавили любимого кота, который вдруг улегся подремать в тишине и покое между шкафом и стеной.

 

Описание работы.

Если тянуть брусок с грузом по горизонтальной поверхности так, чтобы брусок двигался равномерно, прикладываемая к бруску горизонтальная сила равна по модулю силе трения скольжения Fmр, действующей на брусок со стороны поверхности. Модуль силы трения Fmр связан с модулем силы нормального давления N соотношением Fmр =μ N. Измерив Fmр и N, можно найти коэффициент трения μ по формуле

Ход работы.

Определите с по

мощью динамометра вес бруска

Р

и запишите в приведенную ниже таблицу.

Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.

Поставив на брусок один груз, тяните брусок равномерно по горизонтальной линейке, измеряя с помощью динамометра прикладываемую силу. Повторите опыт, поставив на брусок 2 и 3 груза. Записывайте каждый раз в таблицу значения силы трения

Fmр

и с

илы нормального давления N = Р

1

+ Р2

.

Начертите оси координат N и

Fm

р

, выберите удобный масштаб и нанесите полученные три экспериментальные точки.

Оцените (качественно), подтверждается ли на опыте, что сила трения прямо пропорциональна силе нормального давления: находятся ли все экспериментальные точки вблизи одной прямой, проходящей через начало координат.

Запишите сделанный вами вывод.

Вычислите коэффициент трения по формуле, используя результаты опыта № 3 (это обеспечивает наибольшую точность) и запишите его значение.

 

п/п

Р, Н

N

Fтр, Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экспериментальная задача

Дано

СИ

Решение

Р1=10

Р2=200Н

Р3=300Н

m1=100г

m2=200г

m3=300г

g=10м/с2

Fтр1=0,1Н

Fтр2=0,2Н

Fтр3=0,3Н

0,1Н

0,2Н

0,3Н

0,1кг

0,2кг

0,3кг

N=mg N=P

N1=m1g1=0,1*10=1(Н)

N2=m2g2=0,2*10=2(Н)

N3=m3g3=0,3*10=3(Н)

μ1= 0,1Н/1Н=0,1

μ2= 0,2Н/2Н=0,1

μ3=0,3Н/3Н=0,1

Найти: μ1, μ2, μ3

 

Ответ: μ1=0,1 μ2=0,1 μ3=0,1

 

 

 

Скачать работу
comments powered by HyperComments
Пожалуйста, подождите.
x