Лабораторная работа Измерение коэффициента трения дерева по дереву

1-й вариант

Оборудование: брусок деревянный, линейка деревянная от трибометра, динамометр лабораторный.

Указания к работе. Перемещая равномерно брусок с помощью динамометра в горизонтальном направлении, измерьте силу упругости пружины, которая равна силе трения: Fупр = Fтр.

С помощью того же динамометра измерьте силу нормального давления N, взвесив брусок: N = mg.

Вычислите коэффициент трения скольжения

Обработка результатов*

1 (I). Рассчитайте по формуле значение коэффициента трения скольжения дерева о дерево.

2 (II). Определите погрешность измерений.

3 (III). Запишите полученный ответ с учётом допущенных погрешностей измерений.

4 (I). Сделайте вывод.

5 (I). Ответьте на контрольный вопрос: в каких пределах может изменяться сила трения покоя?

2-й вариант

Оборудование: брусок деревянный, линейка деревянная от трибометра, нить, линейка ученическая.

Указания к работе

Брусок с привязанной к длинной грани нитью поставьте торцом на горизонтальную поверхность стола и тяните за нить. Если нить закреплена невысоко над поверхностью стола, то брусок будет скользить. При определённой высоте h точки А крепления нити сила натяжения нити F опрокидывает брусок. Условия равновесия для этого случая относительно точки А:

Fh – mga/2 = 0;

F – Fтр = 0;

N – mg = 0.

С учётом выражения получим, что Отсюда

Обработка результатов

(Пункты 1–4 те же, что и в 1-м варианте. – Ред. )

5 (I). Ответьте на контрольный вопрос: при каких условиях появляются силы трения?

3-й вариант

Оборудование: карандаш, линейка деревянная от трибометра, линейка ученическая.

Указания к работе

Поставьте карандаш на стол вертикально, нажмите на него, наклоните и наблюдайте характер его падения. При небольших углах наклона к вертикали карандаш не проскальзывает относительно поверхности стола при любой величине силы, прижимающей его к столу. Проскальзывание начинается с некоторого критического угла, зависящего от силы трения.

Записывая второй закон Ньютона в проекциях на координатные оси при угле наклона, равном критическому (силой тяжести mg, действующей на карандаш, по сравнению с большой силой F пренебрегаем) :

С учётом выражения получим

Обработка результатов

(Пункты 1–4 те же, что и в 1-м варианте. – Ред. )

5 (I). Ответьте на контрольный вопрос: от чего зависят модуль и направление силы трения покоя?

4-й вариант

Оборудование: брусок деревянный, динамометр лабораторный, нить, линейка ученическая.

Указания к работе

Прижмите рукой динамометр вместе с линейкой к столу, а брусок оттяните, чтобы динамометр показывал некоторую силу F. Тогда потенциальная энергия пружины динамометра: Ер = kx2/2 = kxx/2 = Fx/2, где F – показание динамометра, х – растяжение пружины.

После освобождения брусок будет двигаться до остановки, и часть потенциальной энергии пружины израсходуется на совершение работы по преодолению силы трения на пути s. Эту работу представим выражением
где – коэффициент трения, m – масса бруска, g – ускорение свободного падения, s – путь бруска.

По закону сохранения энергии,

Отсюда получим

Обработка результатов

(Пункты 1–4 те же, что и в 1-м варианте. – Ред. )

5 (I). Ответьте на контрольный вопрос: всегда ли сила трения скольжения меньше силы трения покоя?

5-й вариант