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 în contact.
Baza Teoretică:
    Forţa de frecare este forţa care apare în 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 în contact.Mărimea care ne dă date despre natura surfetelor aflate în 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 în 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 în aer iar de celalalt este legat corpul sau sistemul de corpuri, în funcţie de experiment.

Modul de lucru:  

    Se suspendă greutaţi astfel încat corpul să inceapă să se mişte uniform rectiliniu (fără acceleraţie ).
I    În primul caz forţa de frecare trebuie scrisă în funcţie de apăsarea normală ,punându-se corpurile unul peste celalalt.Forţa de frecare este egală cu greutatea discurilor marcate.
II    În al doilea caz forţa de frecare trebuie arătat că nu depinde de mărimea suprafeţelor de contact.Corpurile se pun în serie  ,modificându-se astfel mărimea suprafeţelor de contact şi normala la plan ,de aceea forţa de frecare este egală cu greutatea discurilor împărţita la numarul corpurilor legate.
III    În cazul al treilea trebuie demonstrat că forţa de frecare este direct proporţională cu coeficientul de frecare .Astfel corpul se va intorce pe rând pe cele 3 feţe diferite (metal ,cauciuc ,lemn).

Înregistrarea 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  (  ).
În acest fel am reuşit să demonstrăm legile frecării.

Ff = N