Методична розробка (7 клас НУШ) - лабораторна робота № 7 «Визначення коефіцієнта тертя ковзання».
Мета: визначити коефіцієнт тертя ковзання дерева по дереву.
Теоретичні відомості
Основною причиною тертя ковзання є те, що поверхні тіл, котрі дотикаються є шорсткими; тому під час переміщення одного тіла по поверхні іншого потрібна сила для подолання опору мікроскопічних нерівностей цих поверхонь. Крім шорсткості поверхонь на явища тертя певний вплив роблять і сили міжмолекулярної взаємодії між двома тілами.
Якщо тіла добре відполіровані, то їх молекули розташовані дуже близько одна від одної в різних поверхнях і притягання між тілами суттєво збільшується.
Сила тертя виникає між усякими поверхнями, якими б гладенькими вони не були. Якщо два тіла взаємодіють одне з одним в умовах тертя, то реакцію R, що діє з боку одного тіла на інше тіло, котре ковзає по ньому можна розкласти на дві складові: N, спрямовану по спільній нормалі до поверхні тіл що дотикаються, і Fr, що лежить в дотичній площині. Сила Fr називається силою тертя ковзання — вона перешкоджає ковзанню тіла по поверхні іншого тіла.
Якщо до тіла прикласти дві активні сили — силу тяжіння P й силу тяги або штовхаючу силу F, то відносне переміщення тіла починається тільки при деякому значенні сили F > Frmax. При цьому, сила тертя, яка з'являється при відносному спокої тіла, називається силою тертя спокою, сила тертя, що діє при ковзанні тіла, відноситься до тертя руху.
Силу тертя ковзання обчислюють формулою: Fтертя = μ N, де Fтертя – сила тертя ковзання, μ – коефіцієнт тертя ковзання, N – сила реакції опори (за значенням дорівнює силі тиску на поверхню ковзання, що діє перпендикулярно до цієї поверхні).
Якщо поверхня ковзання горизонтальна, то сила тиску на неї дорівнює вазі тіла, тобто N = P = mg. Де P – вага тіла, g = 9.81 Н/кг, m – маса тіла.
Коефіцієнт тертя ковзання можливо обчислити за формулою: μ = Fтертя /N
Проведення лабораторної роботи
Обладнання: дерев’яний брусок; дерев’яна дошка (трибометр – дошка з отворами для гир); набір тягарців; динамометр.
1. Виміряти вагу бруска за допомогою динамометра, яка під час експерименту буде дорівнювати силі нормальної реакції опори (N = Р).
2. Прикріпивши дерев’яний брусок до гачка динамометра, покласти його на горизонтально розташовану дошку. Рівномірно переміщуйте брусок уздовж дошки. За показом динамометра визначите силу тертя ковзання Fтертя ковз = Fпруж
3. Повторити дослід три рази, поклавши на брусок спочатку один тягарець, потім важчий в два рази, потім важчий в три рази
N = Pбрус + Pтягар.
Для кожного досліду обчислити коефіцієнт тертя ковзання за формулою:
μ = Fтертя /N
