Лабораторная работа № 123. Измерение кинематических характеристик двумерного движения Основные законы Динамики Лабораторная работа№131. Силы на наклоннойплоскости

Введение

Твёрдая плоская поверхность действует на давящее на неё тело силами выполняющими разные функции и имеющими разное происхождение. Одна – сила нормальной реакции опоры N– препятствует проникновению тела за плоскость (нормальное направление). Другая – сила тренияF_тр– препятствует перемещению тела вдоль плоскости (тангенциальное направление).

Подобное обстоятельство делает логичным разложение векторов всех сил, действующих на тело на наклонной плоскости на нормальные F_Nи тангенциальныеF_составляющие.

В данной работе исследуется простейший случай: кроме плоскости на исследуемое тело действует единственная сила – сила тяжести.

Приступая к работе необходимо

Знать определения

вектора;

составляющей вектора;

нормальной и тангенциальной составляющей вектора;

вертикали и горизонтали;

силы;

равнодействующей сил.

Знать определения и свойства сил

тяжести;

нормальной реакции опоры;

трения покоя;

трения скольжения.

Знать принцип действия

динамометра

Уметь

измерять расстояния с помощью линейки и рулетки;

измерять силу динамометром;

оценивать случайные погрешности прямых и косвенных измерений.

Цель работы

Экспериментальное исследование составляющих равнодействующей силы на наклонной плоскости.

Решаемые задачи

• определение зависимости величины и нормальной тангенциальной составляющих равнодействующей силы от синуса угла наклона плоскости к горизонту.

Экспериментальная установка

Приборы и принадлежности:

• Наклонная плоскость;

• Устройство изменения угла;

• Рулетка;

• Динамометры;

• Исследуемое тело (тележка).

Рис.1

Идея эксперимента ясна из рисунка. Вам может быть предложено воспользоваться одним или двумя динамометрами.

Порядок выполнения работы

1. Установите наименьший угол наклона плоскости к горизонту;

2. Установите тело на плоскость и прикрепите его к динамометру;

3. Измерьте рулеткой катеты Lиhпрямоугольного треугольника, образованного наклонной плоскостью.

4. Измерьте динамометром – величину соответствующей составляющей (для динамометра в руке - F_N, для закреплённого динамометра -F_) силы. Если в вашем распоряжении окажется один динамометр – выполните последовательно две серии экспериментов – дляF_NиF_.;

5. Увеличьте угол наклона плоскости к горизонту, и снова выполните измерения, указанные в пп. 3-4.

Обработка и представление результатов

6. Обработайте результаты измерений и представьте их в виде таблицы:

№	h, см	L, см	tg	sin	cos	FN, Н	F, Н
1	5
2	5
…	5

и графиков зависимостей F_NотcosиF_отsin.

7. Сделайте вывод о связях между измеренными величинами.

Лабораторная работа№132. Измерение коэффициента трения покоя

Введение

Твёрдая плоская поверхность действует на давящее на неё тело силами выполняющими разные функции и имеющими разное происхождение. Одна – сила нормальной реакции опоры N– препятствует проникновению тела за плоскость (нормальное направление). Другая – сила тренияF_тр– препятствует перемещению тела вдоль плоскости (тангенциальное направление). Если тело неподвижно, то говорят о силе трения покояF_тр.п.. Эта сила имеет предельное значение, величина которого связана с силой нормальной реакции опоры соотношениемF_{тр.п.макс.}=·N, где- коэффициент трения покоя.

В данной работе исследуется простейший случай: кроме плоскости на исследуемое тело действует единственная сила – сила тяжести G.

Приступая к работе необходимо

Знать определения

вектора;

составляющей вектора;

нормальной и тангенциальной составляющей вектора;

вертикали и горизонтали;

силы;

равнодействующей сил.

Знать определения и свойства

силы тяжести;

силы нормальной реакции опоры;

силы трения покоя;

силы трения скольжения;

коэффициента трения покоя;

коэффициента трения скольжения.

Знать принцип действия

динамометра

Уметь

измерять расстояния с помощью линейки и рулетки;

измерять силу динамометром;

оценивать случайные погрешности прямых и косвенных измерений.

Цель работы

Изучение условий равновесия тела на наклонной плоскости.

Решаемые задачи

• измерение коэффициента трения покоя для двух типов поверхностей;

• проверка независимости трения покоя от площади соприкосновения трущихся поверхностей;

• проверка характера зависимости силы нормального давления на наклонную плоскость от угла наклона плоскости к горизонту.

Экспериментальная установка

Приборы и принадлежности:

• Наклонная плоскость;

• Устройство изменения угла;

• Рулетка;

• Динамометр;

• 

  

  Рис 1. Идея эксперимента

  Исследуемое тело (деревянный блок);

• Весы.

Порядок выполнения работы

1. Взвесьте исследуемое тело;

2. Расположив наклонную плоскость горизонтально, измерьте силу трения покоя тела о плоскость. Внимание! Прикрепив динамометр к телу, медленно увеличивайте приложенную к телу силу. Максимальное достигнутое значение будет равно максимальной силе трения покояF_{тр.п.макс.}=·N.

3. Установите наименьший угол наклона плоскости к горизонту. Установите тело на плоскость и прикрепите тело к динамометру;

4. Измерьте рулеткой катеты Lиhпрямоугольного треугольника, образованного наклонной плоскостью, и динамометром – величины сил, необходимых для того, чтобы приводить тело в движение вверх и вниз по плоскости. Сила трения покоя равна полусумме этих сил.

5. Увеличивая угол наклона плоскости к горизонту, выполните измерения, указанные в п.п. 3 - 4 , еще 4 - 5 раз;

6. Повторите описанные выше действия для другой, более узкой, грани бруска;

7. Повторить описанные выше действия для другой, покрытой резиной, стороны бруска;

Обработка и представление результатов

8. Обработайте результаты измерений и представьте их в виде таблицы

№	ррh, см	L, см	tg	cos	Fвверх	Fвниз	Fтр.п.	
1
2
3
…

и графиков зависимости F_тр.п.отcosдля трех разных положений бруска.

9. Сделайте вывод о законах, по которым подчиняется сила трения покоя.