Исследование силы трения

Слайд 1

Слайд 2

Цель работы Выяснить, что такое сила трения. Закон Амонтона-Кулона Экспериментально исследовать трение покоя и трение скольжения различных поверхностей Сделать выводы

Слайд 3

Силы трения. Закон Амонтона — Кулона F т mg N F в Закон Амонтона — Кулона F т = µ N µ - коэффициент трения не зависит от массы тела, и меньше единицы даже для шероховатых поверхностей. Проверим?

Слайд 4

Используемые ресурсы Динамометр Гири весом 1 Н (4 шт.) Различные поверхности: фанера, МДФ, пластик, наждачная бумага

Слайд 5

Калибровка динамометра Нанесение основной цены деления с помощью грузов весом 1 Н (4груза) Нанесение промежуточных делений с помощью линейки

Слайд 6

Измерение трения пластик-пластик Вес , Н трение покоя, Н трение скольжения, Н 1,36 0,30 0,20 2,36 0,50 0,40 3,36 0,80 0,60 4,36 1,10 0,80  п (трение покоя ) = 0,24  с (трение скольжения) = 0,18

Слайд 7

Измерение трения пластик-пластик с водой  п (трение покоя ) = 0,25  с (трение скольжения) = 0,2 Вес , Н трение покоя, Н трение скольжения, Н 1,36 0,40 0,20 2,36 0,60 0,50 3,36 0,90 0,60 4,36 1,00 0,90

Слайд 8

Измерение трения фанера-МДФ  п (трение покоя ) = 0,35  с (трение скольжения) = 0,27 Вес , Н трение покоя, Н трение скольжения, Н 3,16 1,00 0,90 4,16 1,50 1,10 5,16 1,70 1,40 6,16 2,10 1,60 7,16 2,60 2,00

Слайд 9

Измерение трения полированная доска-МДФ  п (трение покоя ) = 0,34  с (трение скольжения) = 0,28 Вес , Н трение покоя, Н трение скольжения, Н 1,43 0,50 0,40 2,43 0,80 0,70 3,43 1,20 1,00 4,43 1,60 1,30 5,43 1,80 1,40

Слайд 10

Измерение трения наждачная бумага-фанера  п (трение покоя ) = 0,47  с (трение скольжения) = 0,44 Вес , Н трение покоя, Н трение скольжения, Н 1,12 0,5 0,4 2,12 1 0,9 3,12 1,5 1,4 4,12 1,9 1,8

Слайд 11

Измерение трения наждачная бумага-наждачная бумага  п (трение покоя ) = 0,76  с (трение скольжения) = 0,6 Вес , Н трение покоя, Н трение скольжения, Н 1,12 0,8 0,6 2,12 1,6 1,3 3,12 2,4 1,7 4,12 3,1 2,6

Слайд 12

Результаты измерений  п (трение покоя)  с (трение скольжения) пластик-пластик 0,24 0,17 пластик-пластик с водой 0,25 0,2 фанера-МДФ 0,35 0,27 полированная доска-МДФ 0,34 0,28 наждачная бумага-фанера 0,47 0,44 наждачная бумага-наждачная бумага 0,76 0,6 Из результатов измерений видно, что: Во всех экспериментах сохранялся закон Амонтона-Кулона Наиболее шероховатые поверхности (наждачная бумага) имеют наибольший коэффициент трения, но все же он <1 В результате смачивания коэффициент трения немного увеличивается Коэффициент трения покоя выше коэффициента трения скольжения

Слайд 13

График зависимости силы трения от внешней силы F т mg N F в Явление застоя проявляется: скрип дверной петли движение смычка по струне скрипки антиблокировочная система торможения автомобиля и др. F в F т Явление застоя Макс. F т покоя F т скольжения

Слайд 14

Дополнительное измерение без динамометра Сталь-лед Из доступных средств измерений был только секундомер на сотовом телефоне Расстояние можно было измерить в шагах (1 шаг= длина ботинка=30 см) Можно измерить тормозной путь и время торможения

Слайд 15

Коэффициент трения с таль-лед Разгон человека на коньках до обозначенной линии При пересечении линии включали секундомер Измерялось время до полной остановки человека t=T Измерялась длина тормозного пути S Схема эксперимента F т mg N Конец торможения, t=T S Начало торможения, t= 0 mg = N F т = µ N 2- ой закон Ньютона: F т = ma a = µ g – ускорение при торможении Тормозной путь: S = aT 2 /2 µ = 2 S / gT 2 t V V 0 T S – площадь треугольника V = V 0 - at

Слайд 16

Экспериментальные данные µ = 2 S / gT 2 T, с S, м µ Я на коньках 8 6,6 0,021 Мама на коньках 11,25 13,8 0,022 Формула расчета Значение коэффициента трения сталь-лед в 10 раз меньше, чем трение пластик-пластик! Полученные значения коэффициента трения совпадают с табличным значением для температуры -10 – 0 С Коэффициент трения с таль-лед

Слайд 17

Другие виды трения Трение качения в шариковых подшипниках позволяет снизить силу трения в 20 раз Трение существует не только между твердыми телами, но и в жидкостях. Характеризует трение в жидкостях вязкость Оказывается, существует такое состояние жидкости, при котором трение в ней равно нулю! Советский физик Л.Ландау получил за открытие сверхтекучески гелия в 1962 году Нобелевскую премию по физике

Слайд 18

Выводы Во всех экспериментах сохранялся закон Амонтона -Кулона Наиболее шероховатые поверхности (наждачная бумага) имеют наибольший коэффициент трения. Наименьший коэффициент трения был достигнут между поверхностями сталь-лед Коэффициент трения покоя выше коэффициента трения скольжения, что называется явлением застоя. Данное явление проявляется в различных областях и может иметь как полезное, так и негативное значение Если коэффициент трения мал, его легко можно измерить по времени торможения и длине тормозного пути В жидкостях и газах тоже существуют трение. Трение в жидкостях может быть равно нули при определенных условиях