Экспериментальная часть Задание 1. Определение коэффициента трения покоя
Диск 1 с осью (рис.6) установите на платформе поворотного стола. На выступающие из диска штыри наденьте одно из колец 3 – 8 из исследуемого материала. Второе кольцо из набора 3 – 8, контактирующее с исследуемым, наденьте на штыри второго диска–шкива (2) и вместе с ним наложите на первый диск с кольцом так, чтобы ось нижнего диска вошла в отверстие верхнего диска.
Средний диаметр колец 60 мм.
На шкив намотайте нить 10 (узел нити закрепите в прорези шкива), затем нить перекиньте через ролик стойки и прикрепите к динамометру 9, подвешенному на стойке. На верхний диск 2 установите груз (200–340 г). Медленно поворачивайте стол так, чтобы нить наматывалась на шкив диска 2.
В тот момент времени, при котором, сила натяжения нити будет достаточной для преодоления силы трения покоя, исследуемый диск начинает двигаться. Зафиксируйте показания динамометра.
а) Исследование зависимости коэффициента трения покоя от материала
Для исследования выбираются 3 различных кольца (по заданию преподавателя) и одно кольцо, контактирующее с исследуемыми. Для каждого из 3-х колец опыт повторите 5 раз. Результаты занесите в таблицу 1.
Таблица №1
|
Кольцо (материал) |
Сила трения покоя |
Коэффициент трения |
Масса груза = контактирующее кольцо –
| |||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
ср. | |||
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
=
Рассчитайте коэффициент трения покоя по формуле
Сравните рассчитанные
значения
с визуальными параметрами исследуемых
тел.
б) Исследование зависимости коэффициента трения покоя от массы груза
Выберете одно из
исследованных колец (контактирующее
прежнее) и меняя массу груза от 0,200 кг
до 1,200 кг (не менее 5 различных масс)
исследуйте зависимость
.
Таблица№2
-
№
п/п
Масса груза
Сила трения покоя
1
2
3
4
5
ср.
1
Исследуемое кольцо –
2
3
Контактируемое кольцо –
4
5
Постройте график
зависимости
.
Задание 2. Определение коэффициента трения скольжения
Перед началом работы проверьте правильность установки тумблеров на электронном блоке (рис.7). Нумерация по порядку справа налево.
Тумблер №1 (крайний правый) в положение «ток»
Тумблер №2 – в положение «стаб»
Тумблер №3 – в положение «прив.1»
Тумблер №4 – в положение «0» (рукоятка тумблера горизонтально)
Тумблер №5 – в положение «–» (рукоятка тумблера вниз)
Тумблер №6 – в положение «х1» (рукоятка тумблера вниз)
Тумблер №7 – в положение «цикл» (рукоятка тумблера вверх)
Тумблер №8 – в положение «: 4» (рукоятка тумблера горизонтально)
Тумблер №9 – в
положение «
Т»
(рукоятка тумблера горизонтально)
Рукоятка «генератор амплитуда» – в положении «0» (крайнее левое положение).
Рукоятка «генератор частота» – в положении «0» (крайнее левое положение).
Рукоятка «гироскоп частота» – в положении «0» (крайнее левое положение).
Эксперимент проведите с той же парой колец (исследуемое и контактирующее) и груза, использованных в предыдущем задании. Тумблер, фиксирующий время периода вращения опорного стола, поставьте (положение вниз) на 0,01с. На экране, рядом с этим тумблером, будет высвечиваться время одного оборота. Включите электронный блок тумблером питания на боковой поверхности справа. Если на табло будет стоять какое–то число, то нажатием кнопки «гот» установите 0.000.
а) Исследование зависимости коэффициента трения скольжения от скорости вращения
Тумблер №5, регулирующий направление вращения стола поставьте в положение «–». Медленно вращая рукоятку «генератор амплитуда» установите небольшую скорость вращения стола (период вращения ≈ 2 –1,8с). В момент проскальзывания колец фиксируйте показания динамометра. Занесите показания динамометра и времени периода вращения в таблицу 3 (не менее 5 раз).
Таблица №3
|
№ п/п |
Время периода Т, с |
Сила трения |
|
µск |
Масса груза | ||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
ср. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
ср. | ||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Опыт повторите, увеличивая скорость вращения стола, не менее 5 раз, но время оборота не должно быть менее 0,06 с. Зная средний радиус колец (r=30мм) и время оборота, определите по средним значениям скорость.
Постройте график
зависимости
.
Рассчитайте для всех случаев коэффициент
трения скольжения μск
по средним значениям скорости и силы
трения.
б) Исследование зависимости скорости вращения от массы груза
Меняя массу груза (4 раза) от 100г до 1,0кг заполните таблицу 4 (первую строчку перепишите с таблицы 3).
Таблица №4
|
№ п\п |
Время оборота |
|
Масса груза |
Сила трения |
μск | ||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
ср. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
ср. | ||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Постройте график зависимости силы трения скольжения от скорости. Оцените погрешности измерений во всех опытах.