Материал: m19
результирующая сила Fr между силами N |
и |
F ск |
равна силе |
Fr |
|
трения |
|
|
тр |
|
гор |
|
|
между телом и горизонтальной поверхностью, |
т.е. F = Fгор . |
Тогда из |
||||
КМ2
линейка |
l2 r |
|
l1 |
направление |
r |
|
|||
|
N |
F |
М1 |
перемещения |
|
М б |
|||
|
|
|
тела |
|
Frгор |
Frтрск |
|
перемещение |
|
|
β |
|
линейки |
β |
|
|
С |
|
Д |
|
|
|
|
|
Рис. 6
F ск
рис. 5 µ = Nтр =tgα.
Определим tg α, для этого переместим линейку слева направо на расстояние СД (рис. 6), при этом тело А переместится из точки М в точку М1. Из сравнения рис. 5 и 6 видно, что ММ1 определяет направление движение тела А и совпадает
с направлением силы F . ММ2 – определяет направление нормали к
плоскости линейки и совпадает с направлением N .
Таким образом, из подобия треугольников ММ1М2 и треугольника r r r
сил N ,Fтрск ,F получаем
|
µ = |
Fтрск |
= |
M |
M |
2 =tgα |
(2) |
|
N |
1 |
|
||||
|
|
|
MM 2 |
|
|||
|
или |
tgα =µ = l1 . |
|
||||
|
|
|
|
|
|
l2 |
|
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
5 |
лист бумаги |
|
||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
ребро доски |
3 |
|
|
|
|
направляющая |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 7 |
|
|
|
|
|
|
6
Установка состоит из доски (1) расположенной горизонтально, рейсшины (линейки, поставленной на ребро) и тела (5) (рис. 7, вид сверху). Рейсшина включает в себя линейку (2), скрепленную с ползунком (3), который может перемещаться слева направо по направляющей (направляющей служит ребро доски).
Для изменения угла наклона между ребром линейки и направлением перемещения ползунок (3) снабжен транспортиром (4). Поэтому линейка может быть закреплена под разными углами к ребру доски. Тело (5), представляет собой параллелепипед, в центре которого имеется отверстие. Вставив карандаш в отверстие тела (5) можно отметить положение тела в начале движения (т. М) и в конце движения (т. М1) на рис. 6. На одной грани параллелепипеда укреплена пластинка латуни, на другой – слой резины.
Линейка изготовлена из дюраля, что позволяет измерить коэффициент трения скольжения для двух пар материалов: дюраль– латунь и дюраль–резина.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1.На плоскость доски наложить и закрепить лист бумаги. На бумагу поместить рейсшину, одев ползунок на ребро доски. Убедиться, что ползунок может свободно перемещаться влево и вправо по направляющей, совпадающей с ребром доски.
2.Установить рейсшину так, чтобы ребро линейки составляло угол β=45° с направляющей (ребром доски).
3.На бумагу вплотную к поверхности линейки приложить тело (например, соприкасающиеся поверхности дюраль–латунь) и аккуратно через отверстие в теле отметить начальное положение тела
М.
4.Прижимая ползунок к ребру доски, плавно и равномерно переместить ползунок вправо до упора.
5.Осторожно, не сдвигая тело, отметить новое положение тела М1.
6.Убрать тело и через полученную точку М1 провести прямую, параллельную линейке (прямая ДК рис. 6). Из начальной точки М
опустить перпендикуляр ММ2 на полученную прямую ДК. Соединить точки М и М1 прямой ММ1.
7.Измерить расстояние М2М1=l1 и ММ2=l2, при помощи измерительной линейки. Результаты записать в табл. 1. Определить коэффициент трения скольжения для данной пары материалов по формуле 2.
7
8.Изменив первоначальное положение тела относительно доски, проделать опыт не менее пяти раз. Найти среднее значение коэффициента трения скольжения для данной пары материалов дюраль–латунь.
9.Убедиться в отсутствии влияния силы трения тела о доску на величину коэффициента силы трения поверхностей (дюраль– латунь) тела и линейки. Для этого, для данной пары материалов произвести измерения коэффициента трения, положив на тело дополнительный груз (200 г). Результаты измерений записать в табл. 1.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
Пара |
|
Масса |
α |
|
|
µ |
|
µср |
№ |
дополнительного |
l1 |
l2 |
|
||||
материалов |
|
|
||||||
|
|
груза, кг |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
450 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,2 |
450 |
|
|
|
|
|
латунь |
3 |
|
|
|
|
|
||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
Дюраль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,2 |
500 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Найти среднее значение коэффициента силы трения скольжения пары материалов дюраль–латунь. Сравнить коэффициенты трения скольжения, полученные в пункте 8 и 9. Сделать вывод.
10.Убедиться, что угол наклона рейсшины (линейки) к ребру доски β не влияет на коэффициент трения скольжения для пары материалов дюраль–латунь. Для этого, изменить угол наклона рейсшины к ребру доски. Выбрать β=50°. Выполнить последовательно упражнения 1–9. Найти средние коэффициенты сил трения для случаев:
8
β=50°, тело без груза; β=50°, тело с грузом.
Сравнить полученные результаты с результатами для этой же пары материалов (дюраль–латунь), полученными для β=45°.
11.Перевернуть тело другой стороной так, чтобы соприкасающимися поверхностями стали резинка и дюраль. Для этой пары материалов провести исследования, аналогичные проведенным для пары материалов дюраль–латунь. Данные занести в табл. 2.
Пара материа лов
Дюраль-резина
|
Масса |
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
α |
|
|
µ |
|
µср |
|
№ |
дополнительн |
l1 |
l2 |
|
|||
1 |
ого груза, кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
450 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,2 |
450 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
500 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,2 |
500 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
1.Для одной пары материалов вычислить абсолютную и относительную погрешностькоэффициентасилытрениясложения. Записатьрезультаты.
2.Сделать выводы по работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Какие типы трения Вы знаете?
2.Как вычисляется сила трения?
3.Как определяется коэффициент трения?
4.Какое фундаментальное взаимодействие определяет возникновение сил трения?
5.Как можно измерить величину силы трения скольжения?
9
6.Представьте графически зависимость силы трения от скорости скольжения.
7.Какова роль сил трения в природе?
8.Чем трение скольжения отличается от трения качения?
10