1
Verificarea experimentală a forţei de frecare la alunecarea pe un plan
orizontal
Scopul Experimentului:
Verificăm legile frecării pe un plan orizontal şi
dependeţa faţă de normala la plan şi de marimea suprafeţelor aflate īn
contact.
Baza Teoretică:
Forţa de frecare este forţa care apare īn urma
interacţiunii dintre corpuri la contactul dintre cele două corpuri.
Legile frecării:
-Forţa de frecare la alunecare nu depinde de mărimea suprafeţei de
contact dintre corpuri.
-Forţa de frecare la alunecare depinde direct propoţional de natura
corpurilor aflate īn contact.Mărimea care ne dă date despre natura
surfetelor aflate īn contact se notează cu litera ( miu ) şi poartă
denumirea de coeficient de frecare.Coeficientul de frecare e o mărime
fizică care nu are unitate de măsură ,adica este adimensională.
-Forţa de frecare la alunecare depinde direct propoţional de normala la
suprafaţa de contact.
Materiale necesare:
-plan orizontal metalic (tribometru asezat īn
pozitie orizontală)
-trei corpuri paralelipipedice prevazute cu 3
suprafeţe diferite de contact(metal ,cauciuc ,lemn).
-scripete cu frecări neglijabile
-fir de extensibilitate şi masă neglijabilă
-suport pentru greutăţi
-discuri metalice marcate de 5 si de 10 grame.
Dispozitivul experimental şi descrierea lui:
Tribometrul este un aparat prevăzut cu un scripete
cu frecări neglijabile .Corpurile au greutatea egală cu m=1,2N şi sunt
prevăzute cu 3 suprafeţe diferite de contact(metal ,cauciuc ,lemn). De
un capat al firului este legat suportul pentru supendat greutaţi
supendat liber īn aer iar de celalalt este legat corpul sau sistemul de
corpuri, īn funcţie de experiment.
Modul de lucru:
Se suspendă greutaţi astfel īncat corpul să inceapă
să se mişte uniform rectiliniu (fără acceleraţie ).
I Īn primul caz forţa de frecare trebuie scrisă īn
funcţie de apăsarea normală ,punāndu-se corpurile unul peste
celalalt.Forţa de frecare este egală cu greutatea discurilor marcate.
II Īn al doilea caz forţa de frecare trebuie arătat
că nu depinde de mărimea suprafeţelor de contact.Corpurile se pun īn
serie ,modificāndu-se astfel mărimea suprafeţelor de contact şi
normala la plan ,de aceea forţa de frecare este egală cu greutatea
discurilor īmpărţita la numarul corpurilor legate.
III Īn cazul al treilea trebuie demonstrat că forţa
de frecare este direct proporţională cu coeficientul de frecare .Astfel
corpul se va intorce pe rānd pe cele 3 feţe diferite (metal ,cauciuc
,lemn).
Īnregistrarea şi prelucrarea datelor:
I Ff ~ N , G=1,2 N
Nr det N
F
Ff Ff
Medie Ff/N
1 1,2 N
0,3
N
0,3 N
0,3 N 0,25
2 1,2 N
0,25
N
0,25 N
3 1,2 N
0,35
N
0,35 N
Nr det N
F
Ff Ff
Medie Ff/N
1 2,4 N
0,60
N
0,60 N
0,60 N 0,5
2 2,4 N
0,55
N
0,55 N
3 2,4 N
0,65
N
0,65 N
Nr det N
F
Ff Ff
Medie Ff/N
1 3,6 N
0,90
N
0,90 N
0,95 N 0,791
2 3,6 N
0,95
N
0,95 N
3 3,6 N
1 N
1 N
II Ff ~ S
Nr det S
F
Ff Ff
Medie Ff/N
1 S
0,25
N
0,25 N
0,3 N 0,25
2 S
0,3 N
0,3
N
3 S
0,35
N
0,35 N
Nr det S
F
Ff Ff
Medie Ff/N
1 2S
0,6
N
0,6 N
0,6 N 0,25
2 2S
0,55
N
0,55 N
3 2S
0,65
N
0,65 N
Nr det S
F
Ff Ff
Medie Ff/N
1 3S
0,9 N
0,9 N
0,9 N 0,25
2 3S
0,85
N
0,85 N
3 3S
0,95
N
0,95 N
III Ff ~
Nr. Det Suprafete in contact
F
Ff Ff
medie
1
metal-metal 0,3 N
0,3 N
0,3 N 0,25
2 0,25 N
0,25 N
3 0,35 N
0,35 N
4
metal-lemn 0,2 N 0,2
N 0,25 N
0,208
5 0,30 N
0,30 N
6 0,25 N
0,25 N
7
Metal-cauciuc 0,30 N
0,30 N 0,35 N
0,291
8 0,35 N
0,35 N
9 0,40 N
0,40 N
Surse de erori:
-aproximarea acceleraţiei gravitaţionale g=10 m/s^2
-extensibilitatea firului
-masa firului
-masa suportului pentru greutăţi
-frecarea scripetelui
-frecarea firului pe scripete
-greşeli de măsurare
-greşeli de calcul
-aproximări
Concluzii:
Am demonstrat că forţa de frecare este direct
proporţionala cu normala la plan.
Am demonstrat că forta de frecare nu este proporţională cu marimea
suprafetei de contact.
Am demonstrat că forţa de frecare este direct proporţională cu natura
suprafeţei de contact ( ).
Īn acest fel am reuşit să demonstrăm legile frecării.
Ff = N
|