И соответственно:
|
(11) |
,где
– предельный
угол или угол начала скольжения.
Следовательно, коэффициент трения покоя можно определить экспериментально уловив угол начала скольжения тела и потом извлечь из этого угла тангенс. Не забывайте, что в макротелах сила трения обеспечивается зацеплением шероховатостей одной поверхности о другую. И сила трения покоя всегда будет больше силы трения скольжения
Для определения коэффициента трения скольжения воспользуемся вторым законом Ньютона применительно к рассматриваемой задаче. Запишем сумму проекций всех сил на наклонную плоскость (положительное направление проекции силы считаем сверху вниз по наклонной плоскости), которая должна быть равна произведению массы тела, на ускорение его скольжения:
|
|
.Из полученного выражения выразим коэффициент трения скольжения:
|
(12) |
.
Порядок выполнения работы
Приготовить в лабораторном журнале три таблицы по форме табл. 5.
Определение коэффициента трения покоя
1. Установить тело к верхнему упору направляющей, установленной в горизонтальное положение (α = 0).
2. Увеличить угол наклона направляющей α до тех пор, пока не начнется скольжение (α = αn).
3. Вычислить коэффициент трения покоя по формуле (11).
4. Повторить эксперимент 5 раз. Вычислить среднее значение ƒП.
5. Объяснить причину разброса значений коэффициента трения покоя.
Определение коэффициента трения скольжения
1. Подключить разъемы блока питания и направляющей к семипозиционному индикатору.
2. Включить блок питания индикатора в сеть 220 В. Загорится первый индикатор.
3. Установить тело к верхнему упору направляющей, установленной в заданное по транспортиру положение α > αП.
4. Дать соскользнуть телу по направляющей, записать показания индикаторов в табл. 5.
5. Повторить эксперимент 5 раз.
6. Вычислить средние значения показаний ti и занести в таблицу.
7. Вычислить и занести в таблицу значения изменения скорости ∆VI и ускорения ai по формулам:
|
|
,
,
.8. Вычислить среднее значение ускорения и определить коэффициент трения скольжения по формуле (12).
9. Изменить угол α и повторить эксперимент при трех разных углах, записывая результаты в табл. 5 для каждого угла.
10. Сформулировать выводы по проделанной работе.
Таблица 5
|
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
t5 |
t6 |
t7 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Среднее ti |
|
|
|
|
|
|
|
∆Vi |
|
|
|
|
|
|
|
аi |
|
|
|
|
|
|
|