Лабораторная работа «Определение коэффициента трения» Цель работы: Освоить прием определения коэффициента трения скольжения и исследовать зависимость силы трения скольжения
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Лабораторная работа «Определение коэффициента трения» Цель работы: Освоить прием определения коэффициента трения скольжения и исследовать зависимость силы трения скольжения от массы тела. Оборудование: Брусок, динамометр, различные поверхности (дерево, пластик, бумага), груз массой 100 г (2 шт.). Ход работы: Задание 1. Определение силы трения скольжения
- Установите нагруженный брусок двумя грузиками массой по 100 г, на деревянную плоскость.
- Зацепите брусок динамометром. Начинайте тянуть брусок динамометром в горизонтальном направлении с постоянной скоростью (Внимание, брусок не должен двигаться рывками). Определи значение ___.
- Подвесь брусок с двумя грузами на динамометр и определи значение ___.
- Обработка результатов измерений. Результаты измерений запишите в таблицу. Повторите пункт 2 для пластиковой и бумажной плоскостей. Для каждого опыта вычислили по формуле коэффициент трения. Все вычисления напиши под таблицей. № Опыта | Плоскость, материал | Сила тяжести, Н | Сила трения, Н | Коэффициент трения 1 | Дерево | ___ | ___ | ___ 2 | Пластик | ___ | ___ | ___ 3 | Бумага | ___ | ___ | ___ Задание 2. Исследуйте зависимость силы трения от массы тела.
- Выберите деревянную плоскость и установите на неё брусок.
- Зацепите брусок динамометром. Начинайте тянуть брусок динамометром в горизонтальном направлении с постоянной скоростью (Внимание, брусок не должен двигаться рывками). Определи значение ___.
- Подвесь брусок на динамометр и определи значение ___.
- Положи на брусок груз массой 100 г и повтори пункты 2-3.
- Обработка результатов измерений. Результаты измерений запишите в таблицу. Для каждого опыта вычислили по формуле [обрезано]
[обрезано] значение ___. 4. Обработка результатов измерений. Результаты измерений запишите в таблицу. Повторите пункт 2 для пластиковой и бумажной плоскостей. Для каждого опыта вычислили по формуле коэффициент трения. Все вычисления напиши под таблицей. № Опыта | Плоскость, материал | Сила тяжести, Н | Сила трения, Н | Коэффициент трения 1 | Дерево | ___ | ___ | ___ 2 | Пластик | ___ | ___ | ___ 3 | Бумага | ___ | ___ | ___ Задание 2. Исследуйте зависимость силы трения от массы тела.
- Выберите деревянную плоскость и установите на неё брусок.
- Зацепите брусок динамометром. Начинайте тянуть брусок динамометром в горизонтальном направлении с постоянной скоростью (Внимание, брусок не должен двигаться рывками). Определи значение ___.
- Подвесь брусок на динамометр и определи значение ___.
- Положи на брусок груз массой 100 г и повтори пункты 2-3.
- Обработка результатов измерений. Результаты измерений запишите в таблицу. Для каждого опыта вычислили по формуле коэффициент трения. Все вычисления напиши под таблицей. № Опыта | Груз | Сила тяжести, Н | Сила трения, Н | Коэффициент трения 1 | брусок | ___ | ___ | ___ 2 | брусок + 1 груз | ___ | ___ | ___ 3 | брусок + 2 груз | ___ | ___ | ___ Задание 3. Постройте график зависимости силы тяжести от массы тела. Используя данные таблицы, постройте график. По оси y − ___. По оси x − ___. Важно! При построении графика экспериментальные точки могут не оказаться на прямой из-за погрешностей измерения. В этом случае график надо проводить из точки с координатой 0 так, чтобы примерно одинаковое число точек оказалось по разные стороны от прямой. Задание 4. Сделайте общий вывод о проделанной работе.
Коротко: это лабораторная работа, поэтому готовых чисел в условии нет — на фото таблицы пустые. Я проверил: показаний динамометра в кадре нет. Если опыт ещё не сделан, сначала нужно провести измерения. Ниже — как обработать результаты и что писать.
Главное соотношение
При равномерном движении ускорения нет, поэтому сила тяги динамометра уравновешивает силу трения: \[ F_{\mathrm{тр}}=F_{\mathrm{дин}}. \] При подвешивании динамометр показывает силу тяжести: \[ P=mg. \] Тогда \[ \mu=\frac{F_{\mathrm{тр}}}{P}=\frac{F_{\mathrm{тр}}}{mg}. \] \(\mu\) — без единиц. Это характеристика пары поверхностей: при увеличении массы растут и \(F_{\mathrm{тр}}\), и \(P\), а их отношение для одной и той же поверхности остаётся примерно постоянным.
В задании 1 после «Определи значение» в тексте пропущено слово; по смыслу там \(F_{\mathrm{тр}}\) и \(P\).
Задание 1
В таблице 1 \(P\) — сила тяжести всей связки «брусок + две гири по 100 г». Она одна и та же для дерева, пластика и бумаги, потому что тело одно и то же. Подвесь связку и запиши \(P\); можно поставить это число во все три строки.
Дальше для каждой поверхности тяни брусок равномерно и записывай \(F_{\mathrm{тр}}\). Для каждой строки: \[ \mu=\frac{F_{\mathrm{тр}}}{P}. \] Пример только для понимания, не твои данные: если \(P=3{,}2\) Н, а \(F_{\mathrm{тр}}=0{,}8\) Н, то \(\mu=0{,}8/3{,}2=0{,}25\).
Задание 2
На дереве три опыта:
- брусок;
- брусок + 1 груз 100 г;
- брусок + 2 груза.
В каждом опыте тяни равномерно — это \(F_{\mathrm{тр}}\), и подвешивай всю связку — это \(P\). \(P\) — общая сила тяжести, не прибавляй вес гирь второй раз. При добавлении 100 г \(P\) увеличивается примерно на 1 Н при \(g=10\) Н/кг или на 0,98 Н при \(g=9{,}8\) Н/кг.
Считай \(\mu=F_{\mathrm{тр}}/P\) для каждой строки. В идеале \(\mu\) для дерева во всех трёх опытах примерно одинаковое, а \(F_{\mathrm{тр}}\) растёт вместе с \(P\).
Задание 3
Оси: \(y\) — \(F_{\mathrm{тяж}}\), Н; \(x\) — \(m\), кг. Точки бери из таблицы 2: \(m_1\) — масса бруска, \(m_2=m_1+0{,}1\) кг, \(m_3=m_1+0{,}2\) кг.
Если масса бруска не указана, найди её как \(m_1=P_1/g\), где \(P_1\) — показание динамометра для бруска без грузов.
Нанеси точки и проведи прямую через начало координат, а не ломаную. Точки должны лечь примерно поровну по обе стороны от прямой. Наклон прямой \(P/m\) должен быть близок к \(g\). В задании 3 график именно силы тяжести, а не силы трения.
Задание 4
Вывод можно писать по шаблону:
«В ходе работы я освоил метод определения коэффициента трения скольжения. При равномерном движении \(F_{\mathrm{тр}}=F_{\mathrm{дин}}\), поэтому \(\mu=F_{\mathrm{тр}}/P\). Для дерева, пластика и бумаги получились значения \(\mu\): ... (вставь свои). При увеличении массы груза сила трения растёт, а коэффициент трения для одной и той же пары поверхностей остаётся примерно постоянным. График \(P(m)\) — прямая, проходящая через начало координат; её наклон близок к \(g\). Отклонения объясняются погрешностью измерений и неровностями поверхностей.»
Проверь себя
- Все силы — в ньютонах, масса — в килограммах: 100 г = 0,1 кг.
- \(\mu\) не имеет единиц.
- Проверь, что делишь силу трения на силу тяжести в ньютонах, а не на массу.
- Для одной и той же поверхности \(\mu\) в трёх опытах должно быть примерно одинаковым.
- Наклон графика \(P(m)\) — около 9,8 или 10 Н/кг.
Какие показания динамометра получились в опытах?
