Лабораторная работа №3.2 Сила трения. Измерение коэффициента трения Цель: Исследовать силу трения. Измерить коэффициент трения скольжения. Задачи: Определить коэффициент трения для движения груза по столу. Построить график зависимости силы трения и коэффициента трения от силы тяжести тела. Определить погрешности для нахождения коэффициента трения. Определить коэффициент трения для разного типа поверхностей Приборы и материалы: 1) Динамометр, 2) Набор грузов по 100гр. (3шт).
Краткая теория
Р азделяют три вида силы трения. Силы трения покоя, сила трения скольжения, сила трения качения. Сила трения покоя возникает когда на тело действует сила, но при этом тело не совершает перемещения. Сила трения покоя равна по модулю и направлена противоположно силе, приложенной к покоящемуся телу паралельно поверхности соприкосновения его с другим телом. Сила трения качения возникает при движении идеально твёрдых тел, одно из которых катится по поверхности другого. Направление силы трения качения совпадает с направлением движеня всего тела. Сила трения скольжения возникает когда одно тело скользит относительно другого. Направление силы трения скольжения противоположно направлению движения тела. См рисунок. Fтр=N , (1) где - коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения он всегда меньше единицы, N - сила реакции опоры. Сила реакции опоры N всегда по модулю равна весу P и направлена в противоположную сторону. В случае равномерного движения по поверхности вес равен силе тяжести тела. |N| = |P | = mg (2) При равномерном движении, сила трения по модулю равна силе тяги в соответствии с третьим законом Ньютона. | Fтр | = |Fт | (3) Для определения коэффициента трения используют формулу (1). Сила трения находится через формулу (3), а сила реакции опоры через формулу (2). П орядок выполнения работы. Нарисуйте отчетную таблицу Определить вес бруска при помощи динамометра, и запишите силу реакции опоры в отчетную таблицу. Двигая брусок равномерно по столу, определите силу тяги с помощью динамометра. На основе формулы (3) запишите силу трения в отчетную таблицу. Вычислите коэффициент трения для первого опыта. На брусок установите груз 100г и повторите весь опыт. Данные занесите в таблицу. Повторите опыт еще 2 раза, каждый раз, добавляя по 100г. Найдите среднее значение коэффициента трения и погрешности измерений σ и δ. Постройте графики зависимости силы трения от веса и коэффициента трения от веса. Повторите эксперимент с бруском масса которого увеличена на 300гр, заменив поверхность стола на поверхность пола, потом на стекло. Определите силу трения для трех случаев, данные запишите в виде: по стеклу – Fтр=…. по столу - Fтр=…. по полу - Fтр=…. Сделайте вывод, зависит ли сила трения от веса тела, от рода поверхности.
О т ч е т н а я т а б л и ц а № | N, Н | Fтр, H | μ | μср | |μ – μср| | σ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Контрольные вопросы Чем отличается сила трения покоя от силы трения скольжения и от силы трения качения? Как можно уменьшить силу трения скольжения? От чего зависит коэффициент трения? При каких обстоятельствах возникает сила трения покоя? Как направлена сила трения покоя? Измерение коэффициента трения являются прямыми или косвенными? Почему? |