Измерение коэффициента трения скольжения

1. Измерение коэффициента трения скольжения

Лабораторная работа
Измерение
коэффициента трения
скольжения
Работу выполнили:
студенты группы 06-791
Ахметгалиева Диляра,
Большакова Анна,
Имамова Альбина,
Сафиуллина Эльвира

2. Цель работы:

определить коэффициент трения
деревянного бруска, скользящего по
гладкой поверхности, используя формулу
Fтр = μN;
определить коэффициент трения
деревянного бруска, скользящего по
шероховатой поверхности, используя
формулу Fтр = μN.

3. Оборудование:

динамометр с точностью 0,1Н;
динамометр с точностью 0,02Н;
грузики массой 0,1кг (2 шт.);
деревянный брусок;
гладкая поверхность;
шероховатая поверхность.

4.

5. I эксперимент. Определение коэффициента трения деревянного бруска, скользящего по гладкой поверхности. Ход работы:

1.
2.
Измерить вес бруска с помощью динамометра с точностью 0,1Н.
С помощью специальных отверстий установить на деревянный брусок грузик
массой 0,1кг. Считать, что вес грузика равен 1Н.
3. С помощью специальных креплений присоединить к бруску динамометр с
точностью 0,02Н.
4. Медленно тянуть брусок по гладкой поверхности с помощью динамометра.
5. После «отрыва» продолжать тянуть брусок так, чтобы он двигался равномерно.
6. Зафиксировать показание динамометра.
7. Провести эксперимент 2-3 раза.
8. Проделать те же самые действия, добавив еще один грузик массой 0,1кг.
9. Построить график зависимости силы трения от давления. Не забывать, что
давление создается весом бруска с грузиками.
10. Определить коэффициент трения. Рассчитать погрешность.

6. Наши действия:

7. Обработка результатов:

№
1
2
N, Н
2
3
Fтр, Н
∆F,Н
∆N,Н
0,02
0,1
0,46
0,72
Примечание: Сила реакции опоры по модулю равна весу
бруска с грузом!

8. Построение графика Fтр от N.

N
Fтр = μN
Построение графика Fтр от N.
Fтр, Н
Fтр от N
0,8
Fтр
Коэффициент трения
по графику:
0,25−0,1
μ= 1,2−0,6 =0,25
0,75
0,7
0,65
0,6
0,55
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1
N, Н

9. Расчет погрешностей:

1. Fтр = μN => μ =
μ=
0,46Н
2Н
Fтр
N
= 0,23
F ∆N + N∆Fтр∙
0,46Н∗0,1Н+2Н∗0,02Н
∆μ = тр
=
= 0,02
2Н∗2Н
N2
∆Fтр
∆N
0,02Н
0,1Н
δ=
+
=
+
= 0,04 + 0,05 = 0,09
2Н
Fтр
N
0,46Н
μ = 0,23 ± 0,02
F
2. Fтр = μN => μ = тр
N
0,72Н
μ=
= 0,24
3Н
F ∆N + N∆Fтр∙
0,72Н∗0,1Н+3Н∗0,02Н
∆μ = тр
=
= 0,01
3Н∗3Н
N2
∆Fтр
∆N
0,02Н
0,1Н
δ=
+
=
+
= 0,03 + 0,03 = 0,06
3Н
Fтр
N
0,72Н
μ = 0,24 ± 0,01

10. II эксперимент. Определение коэффициента трения деревянного бруска, скользящего по шероховатой поверхности. Ход работы:

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
С помощью специальных отверстий установить на деревянный брусок грузик
массой 0,1кг. Считать, что вес грузика равен 1Н.
С помощью специальных креплений присоединить к бруску динамометр с
точностью 0,02Н.
Медленно тянуть брусок по шероховатой поверхности с помощью
динамометра.
После «отрыва» продолжать тянуть брусок так, чтобы он двигался равномерно.
Зафиксировать показание динамометра.
Провести эксперимент 2-3 раза.
Проделать те же самые действия, добавив еще один грузик массой 0,1кг.
Построить график зависимости силы трения от давления. Не забывать, что
давление создается весом бруска с грузиками.
Определить коэффициент трения. Рассчитать погрешность.

11. Наши действия:

12. Обработка результатов:

№
1
2
N, Н
2
3
Fтр, Н
∆F,Н
∆N,Н
0,02
0,1
0,6
0,94
Примечание: Сила реакции опоры по модулю равна весу
бруска с грузом!

13. Построение графика Fтр от N.

N
Fтр = μN
Построение графика Fтр от N.
Fтр, Н
Коэффициент
трения по графику:
0,8−0,4
μ=2,6−1,4=0,33
Fтр от N
1
0,95
Fтр 0,9
0,85
0,8
0,75
0,7
0,65
0,6
0,55
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1
N, Н

14. Расчет погрешностей:

1. Fтр = μN => μ =
μ=
0,6Н
2Н
Fтр
N
= 0,3
F ∆N + N∆Fтр∙
0,6Н∗0,1Н+2Н∗0,02Н
∆μ = тр
=
= 0,03
2Н∗2Н
N2
∆Fтр
∆N
0,02Н
0,1Н
δ=
+
=
+
= 0,03 + 0,05 = 0,08
2Н
Fтр
N
0,6Н
μ = 0,3 ± 0,03
F
2. Fтр = μN => μ = тр
N
0,94Н
μ=
= 0,31
3Н
F ∆N + N∆Fтр∙
0,94Н∗0,1Н+3Н∗0,02Н
∆μ = тр
=
= 0,02
3Н∗3Н
N2
∆Fтр
∆N
0,02Н
0,1Н
δ=
+
=
+
= 0,02 + 0,03 = 0,05
3Н
Fтр
N
0,94Н
μ = 0,31 ± 0,02

15. Вывод:

В ходе выполнения данной лабораторной
работы мы определили коэффициенты трения
деревянного бруска, скользящего по гладкой и
шероховатой поверхности. Рассчитали
абсолютную погрешность для косвенных
измерений. Построили графики зависимости
силы трения от силы реакции опоры для обеих
поверхностей.