Лабораторна робота № 8 вимірювання коефіцієнта тертя ковзання

Обладнання: дерев’яний брусок, динамометр лінійка, набір вантажів.

Теоретичні відомості

Тертя ковзання виникає при русі одна відносно одної двох твердих поверхонь, що дотикаються. При русі одного тіла по поверхні іншого виникає сила тертя, яка направлена протилежно до руху. Основними причинами тертя є нерівності поверхонь стичних тіл, взаємодія молекул для гладеньких поверхонь. Сила тертя залежить від сили тиску тіла на поверхню (сили нормального тиску) і від роду матеріалу поверхонь. Сила тертя ковзання знаходиться за формулою:

, (8.1)

де – сила тертя,  – коефіцієнт тертя, N – сила нормального тиску. Сила нормального тиску перпендикулярна до поверхні дотику тіл.

Правила техніки безпеки: обережно поводьтеся з приладами, не допускайте їх падіння і руйнування. Обережно працюйте з динамометром.

Динамометром вимірюють силу, з якою треба тягти брусок з вантажами по горизонтальній поверхні так, щоб він рухався рівномірно. Ця сила за модулем дорівнює силі тертя F_тер , що діє на брусок. За допомогою такого самого динамометра можна знайти вагу бруска з вантажем . Ця вага за модулем дорівнює силі нормального тиску бруска на поверхню, по якій він ковзає.

Визначивши таким способом значення сили тертя для різних значень сили нормального тиску, треба побудувати графік залежності F_тер від Р і знайти середнє значення коефіцієнта тертя за допомогою формули F_тер=μP.

Основним вимірювальним приладом у цій роботі є динамометр. Він має похибку Δ = 0,05 Н, яка дорівнює похибці вимірювання, коли покажчик збігається із штрихом шкали. Якщо ж у процесі вимірювання покажчик не збігається із штрихом шкали (чи коливається), то похибка вимірювання сили дорівнює ΔF=0,1 Н.

Порядок виконання роботи

1. Покладіть брусок на горизонтально розміщену дерев’яну лінійку. На брусок поставте вантаж.

2 Прикріпіть до бруска динамометр і якомога рівномірніше тягніть його вздовж лінійки. Запишіть при цьому показ динамометра (рис.15).

3. Зважте брусок і вантаж.

4. До першого вантажу добавте другий, третій вантажі, щоразу зважуючи брусок і вантажі та вимірюючи силу тертя.

Рис. 15

Результати вимірювань запишіть у таблицю:

Номер досліду	Р, Н	ΔР, Н	FT , Н	ΔFT , Н

5. За результатами вимірювань побудуйте графік залежності сили тертя від сили тиску і, користуючись ним, визначте середнє значення коефіцієнта тертя .

6. Обчисліть максимальну відносну похибку вимірювання коефіцієнта тертя. Оскільки μ=F_T /P, то

ε_μ =ε _FT =ε_p =ΔF_T /F_T =ΔP/P (8.2)

З формули (8.2) випливає, що з найбільшою похибкою виміряний коефіцієнт тертя в досліді з одним вантажем (бо в цьому випадку знаменники мають найменше значення).

7. Знайдіть абсолютну похибку Δμ=ε_μμ_с і запишіть відповідь у вигляді:

μ =μ_с±Δμ (8.3)