ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СУХОГО ТРЕНИЯ МЕТОДОМ ПРЕДЕЛЬНОГО УГЛА.
Важно: категорически запрещается использовать виртуальные лабораторные работы вместо реальных! В виртуальной работе ничего нельзя реально измерить или доказать. Эта работа служит лишь для отработки действий в реальной обстановке.
Описание установки. На дощечке лежит деревянный брусок. Эту дощечку можно устанавливать под некоторым углом
α к горизонту. Постепенно увеличивая этот угол наклона от 0°, можно добиться того, что брусок начнёт скатываться по дощечке, будучи не в силах более удерживаться трением на наклонной плоскости.
Для такого предельного угла на грани равновесия справедливы равенства сил в проекциях на ось Х (направленной вдоль наклонной плоскости) и оси Y (направленной перпендикулярно оси Х):
mgSinα - Fтр = 0; (1)
N - mgCosα = 0; (2)
Fтр = μN. (3)
Подставляя в (1) силу трения F
тр из (3), а силу нормального давления N из (2) и сокращая на mg, получим для коэффициента трения:
μ = Sinα/Cosα = tgα.
Таким образом, чтобы найти коэффициент трения в этом опыте, достаточно определить предельный угол, при котором брусок срывается вниз по наклонной поверхности.
Материал дощечки можно менять.
Цель работы: определить коэффициент трения бруска о дощечку методом предельного угла наклонной плоскости.
Выполнение работы.
1. Запишите:
-
название работы;
- приборы и материалы, необходимые для выполнения реальной работы:
- дощечка;
- деревянный брусок;
- транспортир;
Десятичные дроби вводятся через точку. Ответы нужно округлять по правилам приближённых вычислений с погрешностью не более 10%.
2. Выберите массу вашего бруска в поле анимации m (что не обязательно в данном случае), а также материал, коэффициент трения для которого вы будете определять. Начинайте прибавлять величину угла
α. Следите за поведением бруска. Заметьте угол при котором брусок начинает соскальзывать с наклонной плоскости.
3. По таблицам определите тангенс предельного угла наклона плоскости, а по нему коэффициент трения
μ.
4. Так как угол у нас отсчитывается с точностью 1°, то за погрешность можно принять разницу тангенсов предельного угла и угла на один градус большего. Округлите это значение по правилам и используйте его в качестве абсолютной погрешности ваших измерений.
5. Запишите в тетрадь значение найденного вами коэффициента трения с погрешностью измерения..
6. Ответьте на контрольные вопросы (см. ниже).
Если вам нравится экпериментировать, придумайте себе экспериментальную задачу и решите её с помощью этой виртуальной модели. Например, исследуйте, как коэффициент трения зависит от массы бруска (силы нормального давления), или что-нибудь ещё!