СКОЛЬЖЕНИЕ ТЕЛА ПО НАКЛОННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определение коэффициентов трения покоя и скольжения.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Наклонная направляющая имеет восемь пар «излучатель – приемник». Тело, пересекая поток света первой пары, запускает семь датчиков времени, расположенных в индикаторе. Пересекая поток света второй пары, тело останавливает первый счетчик, фиксируя время t₁ прохода участка длиной Δ₁=70мм, третьей пары – второй счетчик, фиксирующий счетчик t₂ прохода двух участков общей длиной Δ₂=140мм и т.д. до последней восьмой пары, которая останавливает седьмой счетчик, фиксирующий время t₇ прохода телом пути Δ₇=490мм. Расстояния между парами одинаковые и равны 70 мм.

ФОРМУЛЫИ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

1) , где – коэффициент трения покоя; α_п – «угол трения»;

2) , где – коэффициент трения скольжения; g – ускорение свободного падения;

3) , ,

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Упражнение 1. Определение коэффициента трения покоя

Установив тело к верхнему упору направляющей, установленной в горизонтальное положение (α=0), увеличиваем угол наклона направляющей до начала скольжения (α=α_п). Повторили эксперимент 5 раз. Записали полученные значения:

Металлическая шайба:

Вычислили среднее значение .

По формуле (1) вычислили коэффициент трения покоя .

Пластиковая шайба:

Вычислили среднее значение .

По формуле (1) вычислили коэффициент трения покоя .

Упражнение 2. Определение коэффициента трения скольжения

Подключили разъемы блока питания и направляющей к семипозиционному индикатору. Включили блок питания индикатора в сеть 220 В, загорелся первый индикатор. Установив тело 1 (металлическая шайба) к верхнему упору направляющей, установленной в заданное по транспортиру положение α>α_п, дали телу соскользнуть по направляющей. Записали показания индикаторов в таблицу 1.

Повторили эксперимент 5 раз. Вычислили средние значения показаний t_iи занесли в таблицу. Вычислили и записали в таблицу значения изменения скорости ΔV_iи ускорения a_iпо формулам (3). Вычислив среднее значение ускорения, определили коэффициент трения скольжения по формуле (2).

Изменили угол α и повторили эксперимент при трех разных углах. Составили таблицы для каждого угла.

Металлическая шайба α=24°
	t₁	t₂	t₃	t₄	t₅	t₆	t₇
	0,15	0,26	0,35	0,43	0,50	0,57	0,63
	0,16	0,27	0,36	0,43	0,51	0,58	0,64
	0,19	0,31	0,42	0,51	0,59	0,67	0,75
	0,20	0,33	0,44	0,54	0,63	0,72	0,79
	0,17	0,29	0,39	0,48	0,56	0,65	0,73
Среднее t_i	0,174	0,292	0,392	0,478	0,558	0,638	0,708
ΔV_i
a_i

Металлическая шайба α=28°
	t₁	t₂	t₃	t₄	t₅	t₆	t₇
	0,19	0,3	0,39	0,46	0,53	0,59	0,65
	0,2	0,32	0,41	0,49	0,56	0,62	0,68
	0,15	0,24	0,32	0,39	0,46	0,52	0,58
	0,16	0,27	0,36	0,44	0,52	0,58	0,65
	0,16	0,25	0,33	0,4	0,46	0,52	0,58
Среднее t_i	0,172	0,276	0,362	0,436	0,506	0,566	0,628
ΔV_i		507,2	580,1	642,2	691,7		780,3
a_i

Металлическая шайба α=32°
	t₁	t₂	t₃	t₄	t₅	t₆	t₇
	0,18	0,28	0,36	0,43	0,49	0,54	0,6
	0,16	0,26	0,34	0,41	0,48	0,53	0,59
	0,19	0,28	0,35	0,42	0,47	0,53	0,58
	0,17	0,26	0,35	0,42	0,49	0,54	0,6
	0,13	0,22	0,29	0,35	0,4	0,45	0,5
Среднее t_i	0,166	0,260	0,338	0,406	0,466	0,518	0,574
ΔV_i	421,7	538,5	621,3	689,7	751,1	810,8	853,7
a_i

Повторили эксперимент для тела 2 (пластиковая шайба). Данные занесли в таблицы.

Пластиковая шайба α=28°
	t₁	t₂	t₃	t₄	t₅	t₆	t₇
	0,14	0,23	0,3	0,37	0,43	0,49	0,55
	0,23	0,35	0,45	0,53	0,61	0,67	0,74
	0,18	0,28	0,36	0,43	0,5	0,57	0,64
	0,16	0,25	0,32	0,4	0,46	0,53	0,59
	0,15	0,23	0,31	0,37	0,43	0,49	0,55
Среднее t_i	0,172	0,268	0,348	0,420	0,486	0,550	0,614
ΔV_i		522,4	603,4	666,7	720,2	763,6
a_i

Пластиковая шайба α=30°
	t₁	t₂	t₃	t₄	t₅	t₆	t₇
	0,31	0,44	0,54	0,62	0,71	0,79	0,86
	0,16	0,25	0,33	0,41	0,48	0,54	0,6
	0,16	0,25	0,33	0,4	0,47	0,54	0,61
	0,21	0,31	0,39	0,47	0,54	0,62	0,69
	0,13	0,21	0,28	0,34	0,41	0,47	0,54
Среднее t_i	0,194	0,292	0,374	0,448	0,522	0,592	0,660
ΔV_i	360,8	479,5	561,5		670,5	709,5	742,4
a_i

Пластиковая шайба α=32°
	t₁	t₂	t₃	t₄	t₅	t₆	t₇
	0,12	0,2	0,27	0,33	0,38	0,44	0,49
	0,14	0,22	0,29	0,35	0,4	0,47	0,53
	0,16	0,25	0,32	0,39	0,45	0,51	0,56
	0,17	0,25	0,32	0,39	0,45	0,51	0,57
	0,13	0,22	0,29	0,36	0,42	0,48	0,53
Среднее t_i	0,144	0,228	0,298	0,364	0,420	0,482	0,536
ΔV_i	486,1		704,7	769,2	833,3	871,4	914,2
a_i

ВЫВОД

В результате проделанной работы мы ознакомились с теорией механических гармонических колебаний и измерили ускорение свободного падения тел с помощью оборотного маятника двумя способами. В итоге определения ускорения свободного падения в первом опыте были допущены ряд ошибок в измерениях, что стало следствием расхождения полученного результата с эталоном. Во втором же опыте этих ошибок удалось избежать о чем свидетельствует практически полное соответствие полученного результата и эталонного значения ускорения свободного падения.

СКОЛЬЖЕНИЕ ТЕЛА ПО НАКЛОННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Поиск по сайту