Коефіцієнт тертя

Визначення коефіцієнта тертя на прикладі дерев'яного бруска

Якщо одне тіло рухається відносно іншого, між ними виникає тертя. Це тертя виявляється як сила тертя . За Кулоном сила тертя дорівнює добуткові сили нормального тиску на сталу , що залежить від обох тіл у парі тертя:

Попередні знання

Учні мають володіти базовими знаннями про сили та їх вимірювання динамометром. В ідеалі учні вже мають перший досвід із темою тертя.

Принцип

Щоб визначити коефіцієнт тертя, до досліджуваного об'єкта приєднують динамометр. Тягнучи за динамометр, визначають силу тертя залежно від додаткових мас, тобто від збільшення сили тяжіння . Сила тертя зростатиме пропорційно до зростання сили тяжіння. Відношення цих двох сил і є коефіцієнтом тертя .

Навчальна мета

Завдання

За допомогою бруска тертя учні мають з'ясувати, як сила тертя між двома тілами, що труться, залежить від сили тяжіння.

Досліджують брусок тертя зі сталою площею тертя і різними силами тяжіння:

1. На бруску тертя учні мають встановити, що сила тертя не залежить від площі.
2. За сталої площі учні мають змінювати масу бруска і вимірювати відповідні сили тертя .

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Гоночний автомобіль у дрифті

Тертя трапляється в нашому щоденному житті всюди - то як небажаний ефект (наприклад, під час руху поршнів у двигуні), то як необхідний (наприклад, під час пересування: і при ходьбі взуття треться об підлогу, і при їзді гумові шини особливо добре чіпляються за дорогу).

При цьому тертя залежить насамперед від матеріалу чи поверхні: під дощем або тим паче на слизькому не можна проходити повороти автомобілем із тією самою максимальною швидкістю, що й у суху погоду, - тому й існують різні типи шин.

У цьому досліді ти дізнаєшся, як тертя залежить від сили тяжіння і площі контакту.

Визнач залежність між силою тертя і як силою нормального тиску , так і площею опори тіла.

Для цього тягни динамометром за брусок тертя:

а) змінюючи площу опори.

б) за різних сумарних мас.

Дерев'яний брусок із приєднаним динамометром (1 Н)

Поклади брусок тертя широким боком на стіл, гумованим покриттям догори, і приєднай до нього динамометр.

Визначення сили тяжіння

• Визнач динамометром силу тяжіння бруска тертя разом з утримувальним болтом і запиши значення в таблицю 2 у протоколі.

Вимірювання сили тертя за додаткового навантаження (50 г)

• Поклади брусок тертя на стіл гумованим покриттям і утримувальним болтом догори.
• Потягни за нього динамометром і зчитай силу тертя при рівномірному русі (тертя ковзання). Запиши значення в таблицю 2.
• Тепер навантажуй брусок по черзі 50 г, 100 г і 150 г. Для цього насаджуй тягарці на утримувальний болт.
• Щоразу знову зчитуй силу тертя і вноси значення до таблиці 2.

Візьми аркуш паперу і побудуй на ньому діаграму.

На цій діаграмі відклади свої знайдені значення сили тертя (вісь Y) проти сили тяжіння (вісь X).

З'єднай точки і визнач із кривої нахил функції:

.