Формула визначення коефіцієнта тертя ковзання. Теоретична механіка. Порядок проведення роботи

Розділ 15. Теорема про зміну кінетичної енергії.

15.3. Теорема про зміну енергії кінетичної точки та твердого тіла під час поступального руху.

15.3.1. Яку роботу виконують сили, що діють на матеріальну точку, якщо її кінетична енергія зменшується з 50 до 25 Дж? (Відповідь -25)

15.3.2. Вільне падіння матеріальної точки масою m починається зі стану спокою. Нехтуючи опором повітря визначити шлях, пройдений точкою до моменту часу, коли вона має швидкість 3 м/с. (Відповідь 0,459)

15.3.3. Матеріальна точка масою m = 0,5 кг кинута з Землі з початковою швидкістю vпро = 20 м/с та в положенні М має швидкість v= 12 м/с. Визначити роботу сили тяжкості при переміщенні точки з положення М в положення М (Відповідь -64)

15.3.4. Матеріальна точка масою m кинута з поверхні Землі під кутом α = 60 ° до горизонту з початковою швидкістю v 0 = 30 м/с. Визначити найбільшу висоту h підйому точки. (Відповідь 34,4)

15.3.5. Тіло масою m = 2 кг від поштовху піднімається по похилій площині з початковою швидкістю vпро = 2 м/с. Визначся роботу сили тяжіння на шляху, пройденому тілом до зупинки. (Відповідь -4)

15.3.6. Матеріальна точка М масою m, підвішена на нитці довжиною ЗМ = 0,4 м до нерухомої точки О, відведена на кут α = 90° від положення рівноваги та відпущена без початкової швидкості. Визначити швидкість цієї точки під час її проходження через положення рівноваги. (Відповідь 2,80)

15.3.7. Кабіна гойдалок підвішена на двох стрижнях завдовжки l= 0,5 м. Визначити швидкість кабіни під час проходження нею нижнього становища, якщо початковий момент стрижні були відхилені на кут φ = 60 ° і відпущені без початкової швидкості. (Відповідь 2,21)

15.3.8. Матеріальна точка М масою m рухається під дією сили тяжіння по внутрішній поверхні напівциліндра радіуса r = 0,2 м. Визначити швидкість матеріальної точки в точці поверхні, якщо її швидкість у точці A дорівнює нулю. (Відповідь 1,98)

15.3.9. По дроту АВС, розташованої у вертикальній площині і вигнутої у вигляді дуг кіл радіусів r 1 , = 1 м, r 2 = 2 м, може ковзати без тертя кільце D масою m. Визначити швидкість кільця у точці З, якщо його швидкість у точці А дорівнює нулю. (Відповідь 9,90)

15.3.10. По горизонтальній площині рухається тіло масою m = 2 кг, якому було повідомлено початкову швидкість v 0 = 4 м/с. До зупинки тіло пройшло шлях 16 м. Визначити модуль сили тертя ковзання між тілом і площиною. (Відповідь 1)

15.3.11. Тіло масою m = 100 кг починає рух зі стану спокою горизонтальною шорсткою площиною під дією постійної сили F. Пройшовши шлях, рівний 5 м, швидкість тіла стає рівною 5 м/с. Визначити модуль сили F, якщо сила тертя ковзання F тр = 20 Н. (Відповідь 270)

15.3.12. Хокеїст, перебуваючи на відстані 10 м від воріт, ключкою повідомляє шайбу, що лежить на льоду, швидкість 8 м/с. Шайба, ковзаючи поверхнею льоду, влітає у ворота зі швидкістю 7,7 м/с. Визначити коефіцієнт тертя ковзання між шайбою та поверхнею льоду.
(Відповідь 2,40 10 -2)

15.3.13. Похилою площиною спускається без початкової швидкості тіло масою m = 1кг. Визначити кінетичну енергію тіла в момент часу, коли воно пройшло шлях, рівний 3 м, якщо коефіцієнт тертя ковзання між тілом та похилою площиною f= 0,2. (Відповідь 9,62)

15.3.14. Похилою площиною спускається без початкової швидкості вантаж масою m. Яку швидкість v матиме вантаж, пройшовши шлях, що дорівнює 4м від початку руху, якщо коефіцієнт тертя ковзання між вантажем і похилою площиною дорівнює 0,15? (Відповідь 5,39)

15.3.15. До повзуна 1 масою m = 1 кг прикріплена пружина 2. Пружину стискають із вільного стану на величину 0,1 м, після чого відпускають вантаж без початкової швидкості. Визначити жорсткість пружини, якщо вантаж, пройшовши шлях, що дорівнює 0,1 м, набуває швидкості 1 м/с.
(Відповідь 100)

Якщо брусок тягнуть за допомогою динамометра з постійною швидкістю, динамометр показує модуль сили тертя ковзання (F тр). Тут сила пружності пружини динамометра врівноважує силу тертя ковзання.

З іншого боку, сила тертя ковзання залежить від сили нормальної реакції опори (N), що виникає внаслідок дії ваги тіла. Чим вага більша, тим більша сила нормальної реакції. І що більше сила нормальної реакції, то більше вписувалося сила тертя. Між цими силами існує пряма пропорційна залежність, яку можна сказати формулою:

Тут μ – це коефіцієнт тертя. Він показує, як саме сила тертя ковзання залежить від сили нормальної реакції (або, можна сказати, від ваги тіла), яку від неї становить. Коефіцієнт тертя – безрозмірна величина. Для різних пар поверхонь має різне значення.

Так, наприклад, дерев'яні предмети труться один з одним з коефіцієнтом від 0,2 до 0,5 (залежно від виду дерев'яних поверхонь). Це означає, що якщо сила нормальної реакції опори 1 Н, то при русі сила тертя ковзання може становити значення, що лежить у проміжку від 0,2 до 0,5 Н.

З формули F тр = μN випливає, що знаючи сили тертя та нормальної реакції, можна визначити коефіцієнт тертя для будь-яких поверхонь:

Сила нормальної реакції опори залежить від ваги тіла. Вона дорівнює йому за модулем, але протилежна за напрямом. Вагу тіла (P) можна обчислити, знаючи масу тіла. Таким чином, якщо не враховувати векторність величин можна записати, що N = P = mg. Тоді коефіцієнт тертя знаходиться за формулою:

μ = F тр /(mg)

Наприклад, якщо відомо, що сила тертя тіла масою 5 кг, що рухається поверхнею, дорівнює 12 Н, то можна знайти коефіцієнт тертя: μ = 12 Н / (5 кг ∙ 9,8 Н/кг) = 12 Н / 49 Н ≈ 0,245.

2.2.4. Сила тертя

Сила тертя діє не тільки на тіло, що рухається, а й на тіло, що перебуває в спокої, якщо існують сили, які прагнуть цей спокій порушити. На тіло, яке котиться опорою, також діє сила тертя.

Сила тертя спокоючисельно дорівнює складової сили, спрямованої вздовж поверхні, на якій знаходиться дане тіло, і прагне зрушити його з місця (рис. 2.7):

F тр.пок = F x.

Мал. 2.7

При досягненні зазначеної складової деякого критичного значення (F x = F критий) тіло починає рухатися. Критичне значення сили, що відповідає початку руху, визначається формулою

F x = F крит = µ поки N ,

де µ пок - коефіцієнт тертя спокою; N – модуль сили нормальної реакції опори (ця сила чисельно дорівнює вазі тіла).

У момент початку руху сила тертя спокою досягає максимального значення:

F тр. поки max = μ поки N .

Сила тертя ковзанняпостійна та визначається твором:

F тр.ск = µ ск N ,

де µ ск - Коефіцієнт тертя ковзання; N – модуль сили нормальної реакції опори.

При вирішенні завдань вважають, що коефіцієнти тертя спокою µ пок і ковзання µ скрівні між собою:

µ пок = µ ск = µ.

На рис. 2.8 зображено графік залежності величини сили тертя F тр від проекції сили F x , що прагне зрушити тіло, на вісь, спрямовану вздовж поверхні передбачуваного руху.

Мал. 2.8

Для того, щоб визначити, чи буде це тіло перебувати в спокої чи почне рухатисяпід дією прикладеної сили певної величини та напряму, необхідно:

F критий = µN ,

де µ – коефіцієнт тертя; N – модуль сили нормальної реакції опори;

3) порівняти значення F крит і F x :

• якщо F x > F критий, то тіло рухається під дією прикладеної сили; у цьому випадку сила тертя ковзання розраховується як

F тр.ск = µN;

• якщо F x< F крит, то тело покоится под действием приложенной силы; в этом случае сила трения покоя рассчитывается как

F тр.пок = F x.

Модуль сили тертя кочення F тр.кач пропорційний коефіцієнту тертя кочення µ кач, модулю сили нормальної реакції опори N і обернено пропорційний радіусу R тіла, що котиться:

F тр. кач = μ кач N R .

Приклад 13. До тіла масою 6,0 кг, що лежить на горизонтальній поверхні, прикладена сила 25 Н, спрямована вздовж поверхні. Знайти силу тертя, якщо коефіцієнт тертя дорівнює 0,5.

Рішення. Зробимо оцінку величини сили, здатної викликати рух тіла, за формулою

F кр = µN ,

де µ - коефіцієнт тертя; N - модуль сили нормальної реакції опори, чисельно дорівнює вазі тіла (P = mg).

Величина критичної сили, достатньої початку руху тіла, становить

F кр = μ mg = 0,5 ⋅ 6,0 ⋅ 10 = 30 Н.

Проекція сили, прикладеної до тіла у горизонтальному напрямку, на вісь передбачуваного руху Ox (див. рисунок) дорівнює

F x = F = 25 Н.

F x< F кр,

тобто. величина прикладеної до тіла сили менша за величину сили, здатної викликати його рух. Отже, тіло перебуває у стані спокою.

Потрібна сила тертя - сила тертя спокою - дорівнює зовнішній горизонтальній силі, що прагне цей спокій порушити:

F тр.пок = F x = 25 Н.

Приклад 14. Тіло знаходиться на похилій площині з кутом на підставі 30°. Обчислити силу тертя, якщо коефіцієнт тертя дорівнює 05 3 . Маса тіла дорівнює 3,0 кг.

Рішення. На малюнку стрілкою показано напрямок передбачуваного руху.

З'ясуємо, чи тіло залишиться у спокої чи почне рухатися. І тому розрахуємо величину критичної сили, здатної викликати рух, тобто.

F кр = µN ,

де µ - коефіцієнт тертя; N = mg  cos α - величина сили нормальної реакції похилої площини.

Розрахунок дає значення зазначеної сили:

F кр = μ m g cos 30 ° = 0,5 3 ⋅ 3,0 ⋅ 10 ⋅ 3 2 = 22,5 Н.

Зі стану спокою тіло прагне вивести проекцію сили тяжіння на вісь Ox , величина якої складає

F x = mg  sin 30° = 15 Н.

Таким чином, має місце нерівність

F x< F кр,

тобто. проекція сили, що прагне викликати рух тіла, менша за величину сили, здатної це зробити. Отже, тіло зберігає стан спокою.

Шукана сила - сила тертя спокою - дорівнює

F тр = F x = 15 Н.

Приклад 15 Шайба знаходиться на внутрішній поверхні півсфери на висоті 10 см від нижньої точки. Радіус півсфери становить 50 см. Обчислити коефіцієнт тертя шайби про сферу, якщо відомо, що вказана висота є максимально можливою.

Рішення. Проілюструємо умову завдання малюнком.

Шайба, згідно з умовою завдання, знаходиться на максимально можливій висоті. Отже, сила тертя спокою, що діє шайбу, має максимальне значення, що збігається з проекцією сили тяжіння на вісь Ox :

F тр. поки max = F x ,

де F x = mg  cos α - модуль проекції сили тяжіння на вісь Ox; m – маса шайби; g – модуль прискорення вільного падіння; α - кут, показаний малюнку.

Максимальна сила тертя спокою збігається із силою тертя ковзання:

F тр. поки max = F тр. ск,

де F тр.ск = µN - модуль сили тертя ковзання; N = mg  sin α - величина сили нормальної реакції поверхні півсфери; µ – коефіцієнт тертя.

Коефіцієнт тертя визначимо, записавши зазначену рівність у явному вигляді:

mg  cos α = µmg  sin α.

Звідси випливає, що коефіцієнт тертя визначається тангенсом кута α:

Зазначений кут визначимо з додаткової побудови:

tg α = R − h 2 h R − h 2 ,

де h - гранична висота, де може бути шайба; R – радіус півсфери.

Розрахунок дає значення тангенсу:

tg α = 0,5 − 0,1 2 ⋅ 0,1 ⋅ 0,5 − (0,1) 2 = 4 3

і дозволяє обчислити шуканий коефіцієнт тертя.

Силою тертя () називають силу, що виникає за відносного руху тіл. Емпірично встановлено, що сила тертя ковзання залежить від сили взаємного тиску тіл (реакції опори) (N), матеріалів поверхонь тіл, що труться, швидкостей відносного руху.

ВИЗНАЧЕННЯ

Фізична величина, яка характеризує поверхні, що труться, називається коефіцієнтом тертя. Найчастіше коефіцієнт тертя позначають літерами k чи .

У випадку коефіцієнт тертя залежить від швидкості руху тіл щодо одне одного. Слід зазначити, що залежність зазвичай не враховується і коефіцієнт тертя ковзання вважають постійним. Найчастіше силу тертя

Коефіцієнт тертя ковзання величина безрозмірна. Коефіцієнт тертя залежить від: якості обробки поверхонь, тіл, що труться, присутності на них бруду, швидкості руху тіл один щодо одного і т.д. Коефіцієнт тертя визначають емпірично (досвідченим шляхом).

Коефіцієнт тертя, який відповідає максимальній силі тертя спокою в більшості випадків більше, ніж коефіцієнт тертя ковзання.

Для більшого числапар матеріалів величина коефіцієнта тертя не більше одиниці і лежить у межах

На значення коефіцієнта тертя будь-якої пари тіл, між якими розглядається сила тертя, впливає тиск, ступінь забрудненості, площі поверхні тіл та інше, що зазвичай не враховується. Тому значення коефіцієнтів сил тертя, які вказані в довідкових таблицях, повністю збігаються з дійсністю лише за умов, у яких отримано. Отже, значення коефіцієнтів сил тертя не можна вважати незмінною для однієї і тієї пари тертьових тіл. Так, розрізняють коефіцієнти терню для сухих поверхонь та поверхонь зі змащенням. Наприклад, коефіцієнт терну ковзання для тіла з бронзи і тіла з чавуну, якщо поверхні матеріалів сухі дорівнює

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

ПРИКЛАД 2

Фізичний практикум

Завдання №3

Визначення коефіцієнта тертя ковзання

Під час підготовки до виконання цього завдання слід ознайомитися з теорією з навчальних посібників:

1. Глава 2, І.В. Савельєв "Курс загальної фізики", т.1, М., "Наука".

2. § 1 та 2. П.К. Кашкаров, А.В. Зотєєв, О.М. Невзоров, А.А. Склянкін «Завдання з курсузагальної фізики із рішеннями. « Механіка. Електрика та магнетизм » , М., вид. МДУ.

1. Мета роботи

Експериментально перевірити закони кінематики та динаміки на прикладі поступального руху твердого тіла за наявності сухого тертя. Ознайомитись із методом визначення коефіцієнта тертя ковзання – трибометрією. З досвідчених даних провести розрахунок коефіцієнта тертя ковзання.

2. Експериментальне обладнання, прилади та приладдя

Л
абораторний стенд (рис. 3.1) включає похилу направляючу лаву (1) з прикріпленою до неї вимірювальною лінійкою, рухомий брусок (2) (2 шт.), оптичні датчики (3) (3 шт.), транспортир для вимірювання кута нахилу направляючої лави. та модуль збору сигналів від оптичних датчиків (4).

До приладів та приладдя належать комп'ютер з необхідним програмним забезпеченнямта концентратор для підключення модуля збору сигналів до комп'ютера.

3. Теоретична частина

А. Загальні положення

При аналізі руху тіл з використанням законів Ньютона доводиться мати справу з такими видами сил:

Cила тяжкості – прояв гравітаційної взаємодії тіл;

Сила натягу ниток, пружин, реакції опор і підвісів, і т.д. («сили реакції зв'язків») – прояв сил пружності, що виникають під час деформації тіл;

Сила тертя . Розрізняють сили сухого та в'язкого тертя. Сухе тертя виникає при можливості руху твердого тіла поверхнею іншого твердого тіла.

В умовах, коли на тіло, що торкається деякої поверхні, діють сили, але воно не рухається щодо цієї поверхні, з боку останньої на тіло діє сила тертя спокою . Її величина виходить із умови відсутності відносного руху:

(3.1),

де - сили, прикладені до тіла, за винятком
. Тобто. поки тіло перебуває у спокої, сила тертя спокою точно дорівнює за величиною і протилежна за напрямом дотичної складової результуючої сил
. Максимальне значення сили тертя п око рівно
, де N – нормальна (тобто перпендикулярна поверхням) складовасили реакції опори *),  - Коефіцієнт тертя ковзання. Коефіцієнт тертя залежить від матеріалу і стану поверхонь дотичних тіл. Для шорстких поверхонь коефіцієнт тертя більший, ніж для відшліфованих. На рис. 3.2 показано як змінюється сила сухого тертя при наростанні величини сили F  . Похила ділянка графіка ( Fтр  N) відповідає тілу, що покоїться ( Fтр пок = F  ), а горизонтальний - ковзання.

. (3.2)

* За своєю природою сили сухого тертя обумовлені електромагнітною взаємодією молекул поверхневих шарів твердих тіл, що стикаються. Незалежність сили тертя від швидкості дотримується лише при невеликих швидкостях, не для всіх тіл і не при всіх якостях обробки поверхонь.

Сила тертя ковзання завжди спрямована протилежно до вектора швидкості тіла. Цьому відповідає векторний запис закону для сили тертя ковзання, встановленого досвідченим шляхом французькими фізиками Ш. Кулоном та Г. Амонтоном:

. (3.3)

Тут - Швидкість відносного руху тіл, v- Її модуль.

При русі тіл у рідких або газоподібних середовищах виникає сила в'язкого тертя . При малих швидкостях вона пропорційна швидкості руху тіла щодо середовища:

, (3.4)

де r – коефіцієнт в'язкого тертя (залежить від розмірів та форми тіла, від в'язких властивостей середовища).

Система методів вимірювання сил, коефіцієнтів тертя і зносостійкості тіл, що труться, становить зміст особливого розділумеханіки - трибометрії.У цій роботі для експериментального визначення коефіцієнта тертя ковзання  використовується трибометр у вигляді похилої площини з регульованим кутом нахилу та системою оптичних датчиків для реєстрації кінематичних характеристик тіла, що зісковзує з неї.

Б. Висновок «розрахункової формули»

Б русок, що знаходиться на похилій площині напрямної лави лабораторного стенду (рис. 3.1), відчуває дію двох сил: сили тяжіння
та сили реакції опори з боку клину. Останню, як завжди, зручно відразу уявити у вигляді двох складових – сили тертя
вздовж поверхні та «нормальної» складової (тобто перпендикулярної до поверхні) – (Див. рис. 3.3). У випадку сила тертя може бути спрямованої як вгору, і вниз вздовж похилої площині. Однак нас буде цікавити випадок, коли брусок або ковзає, або знаходиться на межі зісковзування вниз по похилій площині. Тоді сила тертя спрямована похило вниз.

Припускатимемо, що стенд нерухомий щодо інерційної системи відліку, пов'язаної із Землею. Тоді, поки брусок не зісковзує, сума сил, що діють на нього, дорівнює нулю. Зручно осі ПроXі ПроYсистеми координат інерціальної системи відліку, що вибирається нами, розташувати вздовж похилої площини і перпендикулярно до неї відповідно (див. рис. 3.3). Умови рівноваги для бруска, що лежить на похилій площині, мають вигляд:

0 = N – mgcos  . (3.5)

0 = mgsin  – F тр . (3.6)

Поки кут нахилу направляючої малий складова сили тяжіння вздовж неї («скачує сила») врівноважується силою тертя спокою (!). Зі зростанням кута  вона також росте (за «законом синуса»). Однак її зростання не безмежне. Її максимальне значення, як ми знаємо, дорівнює

=  N. (3.7)

Цим і визначається максимальне значення кута, при якому брусок не зісковзує з похилої площини. Спільне рішеннярівнянь (3.5) – (3.7) призводить до умови:

. (3.8)

Інакше кажучи, коефіцієнт тертя  дорівнює тангенсу кута нахилу площини до горизонту, при якому починається зісковзування тіла з похилою площиною. На цьому заснований принцип дії одного з можливих варіантівтрибометрів.

Однак встановити з достатньою точністю граничний кут початку зісковзування тіла з похилої площини (статичний метод) досить складно. Тому в цій експериментальній роботі використовується динамічний метод визначення коефіцієнта тертя ковзання при поступальному русі твердого тіла (бруска) по похилій площині з прискоренням.

При зісковзуванні бруска вниз по похилій площині рівняння руху (другий закон Ньютона) в проекціях на координатні осі виглядатиме таким чином:

ma= mg sin  – F тр , (3.9)

0 = Nmg cos  . (3.10)

Сила тертя ковзання дорівнює при цьому

F тр =  N . (3.11)

Ці рівняння динаміки дозволяють знайти прискорення тіла:

a= (sin  –  cos  )g. (3.12)

Координата тіла, що зісковзує по похилій площині, змінюється за законом рівноприскореного руху:

. (3.13)

Оптичні датчики, розміщені на фіксованих відстанях по дорозі руху бруска, дозволяють вимірювати часи проходження тілом відповідних ділянок шляху. Використовуючи рівність (3.13) шляхом чисельної апроксимації експериментальних даних, можна знайти величину прискорення a.

За значенням розрахованого прискорення, використовуючи рівність (3.12), можна отримати розрахункову формулу для визначення коефіцієнта тертя  :

(3.14)

Таким чином, для експериментального визначення коефіцієнта тертя необхідно виміряти дві величини: кут нахилу площини  та прискорення тіла а.

1. Опис лабораторної установки

Д

Мал. 3.4

Єрев'яний брусок 1 (рис. 3.4) з приклеєною до нього візирною планкою (2) завдовжки ℓ , ковзає по похилій площині, перетинаючи оптичні осі датчиків (3), що фіксують моменти початку та завершення перекриття їх оптичних осей ковзним по похилій площині бруском. Передній фронт імпульсу осі оптичної осі пов'язаний з початком перекриття оптичної осі візирною планкою, а задній фронт - з завершенням перекриття планкою оптичної осі. За цей час брусок переміщається на відстань ℓ . Таким чином, при послідовному припиненні бруском оптичних осей трьох датчиків фіксуються часи проходження 6 координатних позначок на осі ОХ(див. рис. 3.5): x 1 , x 1 +ℓ , x 2 , x 2 +ℓ , x 3 , x 3 +ℓ . Експериментально виміряні значення часу їх проходження t 1 ,t 2 ,t 3 ,t 4 ,t 5 ,t 6 є основою для апроксимації кривої квадратичної залежності (3.13). У програму апроксимації необхідно закласти значення координат цих точок. x 1 , x 1 +ℓ , x 2 , x 2 +ℓ , x 3 , x 3 +ℓ , які вносяться до таблиці 1 після фіксації положень 3 оптичних датчиків.

1. Порядок проведення роботи

Параметри встановлення:

Довжина візирної планки бруска: ℓ = (110  1) мм;

Кути нахилу направляючої лави для брусків №1 та №2:

α 1 = (24 ± 1) град;

α 2 = (27 ± 1) град.

Таблиця 1

Вправа 1 (брусок №1)

1. Зібрати лабораторну установку, встановивши напрямну лаву під кутом α 1 = 24 (контролюється з допомогою транспортира) і помістивши 3 оптичних датчика шляху переміщення бруска вздовж напрямної лави.

2. Встановити брусок №1 на похилий напрямну та утримувати його у верхньому, початковому, положенні.

Запустити вимірювання, натиснувши кнопку (Ctrl+S) (запустити вимірювання для обраних датчиків) і відразу, безпосередньо за запуском, відпустити брусок, після чого він почне ковзати по похилій площині з верхнього положення.

3. Після проходження бруском всієї похилої площини зупинити вимірювання, натиснувши кнопку (Ctrl+T) (зупинити вимірювання). На екрані буде видно три імпульси, що показують моменти перекриття оптичних осей 3-х датчиків при ковзанні дерев'яного бруска по похилій площині (рис. 3.6) (умовні умовні).

Р

іс. 3.6

4. Провести обробку отриманих даних відповідно до сценарію:

праву колонку таблиці, позначену « x, м», необхідно заповнити вручну. Якщо три датчики встановлені на позначках 15 см, 40 смта 65 смвідповідно (дані беруться з таблиці 1), то після введення всіх шести значень координат датчиків таблиця на екрані виглядатиме таким чином:

цифра у центральній колонці таблиці (під позначенням «А») дорівнює подвоєному коефіцієнту при квадратичному ступені у рівнянні (3.13), тобто.
, тому в даному випадку величина прискорення дорівнюватиме a 1 = 2A = 0,13×2 = 0,26 м/з 2 . Записати це значення до таблиці 2.

5. Повторити експеримент з пп. 2-4 ще чотири рази. Усі результати записати до таблиці 2.

6. Встановити напрямну лаву під кутом α 2 = 27 , помістивши три оптичні датчики на шляху переміщення бруска вздовж напрямної лави. Повторити весь експеримент з пп. 2–4. Усі результати записати до таблиці 3.

Після таблиць залишити місце для запису розрахункових результатів (приблизно половину сторінки).

Вправа 2 (брусок №2)

1. Взяти брусок №2 з іншим матеріалом опорної поверхні ковзання і повторити йому весь експеримент з пп. 1–6. Усі результати записати в таблиці 4 та 5 відповідно.

Після таблиць залишити місце для розрахункових результатів (приблизно половину сторінки).

6. Обробка результатів вимірів

Використовуючи отримані результати та розрахункове співвідношення (3.14), знайти середнє значення коефіцієнта тертя I>μ> для кожного бруска та умов проведення досвіду (кута нахилу площини):

…

Приватні відхилення записати до таблиць 2–4. Знайти похибку вимірювань для кожного випадку

Для бруска №1:

1 > =…; 2 > = …;

Для бруска №2:

3 > = …; 4 > = …

2. Оцінити похибку експерименту (похибка вимірів + похибка методу).

Похибка вимірів (середня із модулів приватних відхилень):

= ...

Δ µ 1 змін. = …;Δ µ 2 змін. = …;

Δ µ 3 змін. = …;Δ µ 4 змін. = …

Похибка методу:

/B> a 1 > = … м/с 2 ;Δ a 1 = … м/с 2

ε µ = … Δ µ 1 мет. = ε µ · 1 > = …

Δ µ 1 = …

/B> a 2 > = … м/с 2 ;Δ a 2 = … м/с 2

ε µ = ... Δ µ 2 мет. = ε µ · 2 > = …

Δ µ 2 = …

/B> a 3 > = … м/с 2 ;Δ a 3 = … м/с 2

ε µ = ... Δ µ 3 мет. = ε µ · 3 > = ...

Δ µ 3 =

/B> a 4 > = … м/с 2 ;Δ a 4 = … м/с 2

ε µ = ... Δ µ 4 мет. = ε µ · 4 > =

Δ µ 4 = ...

Записати результат експериментального визначення коефіцієнта тертя μ для бруска №1 та для бруска №2 у стандартній формі:

7. Контрольні питання

Що таке сила тертя?

Які види сил тертя ви знаєте?

Що таке сила тертя спокою? Чому дорівнює сила тертя спокою?

Намалюйте графіки залежності сили сухого тертя від дотичної до поверхні опори складової результуючої інших сил, що діють на тіло.

Від чого залежить коефіцієнт тертя ковзання?

Як можна експериментально визначити коефіцієнт тертя ковзання з умов рівноваги тіла на похилій площині?

Як у цій роботі експериментально визначається коефіцієнт тертя ковзання?

Що таке лабораторний стенд?

Розкажіть про порядок виконання роботи та проведення вимірювань.

Як оцінити похибку непрямого виміру коефіцієнта тертя ковзання?

8. Вказівки з техніки безпеки

Перед виконанням роботи одержати інструктаж у лаборанта.

Дотримуватись загальних правил техніки безпеки роботи в лабораторії ";Фізика";.

9. Програми

Додаток 1. Оцінка похибки вимірів.коефіцієнтами Урок

(з метою набору статистичних даних): визначеннякоефіцієнтатертяковзаннятіла по поверхні, що використовується (використовувати... нами завдання? – Прискорення тіла має дорівнювати нулю. – При якому значенні коефіцієнтатертя ...