Лабораторна робота № 7. Визначення коефіцієнта тертя ковзання

Назад до змісту

Тема. Визначення коефіцієнта тертя ковзання.

Мета: визначити коефіцієнт тертя ковзання дерева по дереву.

Обладнання: дерев’яний брусок; дерев’яна дошка (трибометр); набір тягарців; динамометр.

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, згадайте відповіді на такі запитання:

Від яких чинників залежить сила тертя ковзання та куди вона напрямлена?

Сила тертя ковзання залежить від: сили нормальної реакції опори $N$ (чим більша сила тиску тіла на поверхню, тим більша сила тертя) та коефіцієнта тертя ковзання $\mu$ , який залежить від матеріалу та стану поверхонь, що взаємодіють. Сила тертя ковзання напрямлена протилежно до напрямку руху тіла.

За якою формулою обчислюють силу тертя ковзання?

Силу тертя ковзання обчислюють за формулою:

$F_{\text{тертя ковз}} = \mu \cdot N$ ,

де:

$F_{\text{тертя ковз}}$ — сила тертя ковзання;
$\mu$ — коефіцієнт тертя ковзання;
$N$ — сила нормальної реакції опори.

2. Визначте ціну поділки шкали динамометра.

Ціна поділки шкали динамометра — це значення сили, що відповідає одній поділці шкали. Її визначають за формулою:

\text{Ціна поділки} = \dfrac{\text{Верхня межа шкали}}{\text{Кількість поділок}}

Наприклад, якщо верхня межа шкали динамометра становить 5 Н, а кількість поділок — 50, то ціна поділки дорівнює:

\text{Ціна поділки} = \dfrac{5\, \text{Н}}{50} = 0,1\, \text{Н/поділку}

Експеримент

Дотримуйтесь інструкції з безпеки. Результати вимірювань відразу заносьте до таблиці.

Підвісивши брусок до динамометра, виміряйте вагу бруска, яка під час експерименту буде дорівнювати силі нормальної реакції опори $N = P$ .
Прикріпивши брусок до гачка динамометра, покладіть брусок широким боком на горизонтально розташовану дошку. Рівномірно переміщуйте брусок уздовж дошки. За показом динамометра визначте силу тертя ковзання $F_{\text{тертя ковз}}$ .
Повторіть дослід ще тричі, поклавши на брусок спочатку один тягарець, потім одночасно два, а потім одночасно три тягарці ( $N = P_{\text{брус}} + P_{\text{тягар}}$ ).

Таблиця результатів

Номер досліду	Сила тертя ковзання $F_{\text{тертя ковз}}$ , Н	Сила нормальної реакції опори $N$ , Н	Коефіцієнт тертя ковзання $\mu$
1	0,8	2,0	0,40
2	1,2	3,0	0,40
3	1,6	4,0	0,40
4	2,0	5,0	0,40

Опрацювання результатів експерименту

Для кожного досліду обчисліть коефіцієнт тертя ковзання за формулою:

\mu = \dfrac{F_{\text{тертя ковз}}}{N}

Результати занесіть до таблиці.

Аналіз експерименту та його результатів

Вимірювана величина: коефіцієнт тертя ковзання $\mu$ .
Залежність від ваги тіла: коефіцієнт тертя ковзання не залежить від ваги тіла, оскільки зі збільшенням сили нормальної реакції опори $N$ пропорційно зростає сила тертя $F_{\text{тертя ковз}}$ .
Порівняння з табличним значенням: одержані результати ( $\mu = 0,40$ ) збігаються з табличним значенням коефіцієнта тертя ковзання дерева по дереву (0,40).
Чинники, що вплинули на точність:
- Похибка вимірювань динамометра.
- Нерівномірність поверхні дошки або бруска.
- Неправильне розташування бруска під час руху.

Висновок:

У ході експерименту було визначено коефіцієнт тертя ковзання дерева по дереву. Отримані результати підтверджують, що коефіцієнт тертя ковзання не залежить від ваги тіла та збігається з табличними даними. На точність експерименту вплинули похибки вимірювань та стан поверхні.