Ход выполнения работы Определение силы трения и коэффициента трения скольжения

1. Снимите с диска рейку, установите на выходе источника питания напряжение порядка 70 В и включите электродвигатель.

2. Дождитесь, когда скорость вращения диска станет постоянной. Контроль постоянства скорости вращения осуществляется путём измерения времени t 100 оборотов диска (при помощи счётчика-секундомера в режиме №5).

3. Рассчитайте угловую скорость равномерно вращающегося диска. Величину этой скорости определяют из следующих соображений. Угловая скорость представляет собой угол, на который поворачивается радиус диска в единицу времени. Если будет измерено время t некоторого числа n полных оборотов диска, а одному такому обороту соответствует угол радиан, то угловая скорость равномерного вращения диска может быть определена по очевидной формуле:

.

Для измерения времени t на табло счётчика-секундомера устанавливают некоторое число оборотов (например, 100) и нажимают кнопку «Пуск». При этом секундомер начинает отсчитывать время, а счётчик – число оборотов диска (при каждом попадании через отверстие в диске света на поверхность фотодатчика содержимое счётчика увеличивается на единицу). Когда будет отсчитано заданное число оборотов, секундомер остановится.

4. Запишите в бланк отчёта вычисленное значение , а так же напряжение питания двигателя и силу тока в его обмотке.

5. Переключите секундомер в режим №1.

6. Выключите двигатель и измерьте время полной остановки диска.

7. Вновь включите двигатель и повторите пункт 2.

8. Повесьте на крючок рейки чашу со всеми прилагаемыми к работе грузами (250 г) и, аккуратно опустив рейку на диск, тут же выключите питание двигателя и запустите секундомер – измерьте время полной остановки диска с нагрузкой.

9. Результаты измерений занесите в таблицу 1 отчёта.

10. Последующие измерения времени осуществляют, последовательно снимая с пластинки грузы (с шагом 50 г). При каждом измерении времени необходимо следить за неизменностью питающего двигатель напряжения, так как изменение на диск нагрузки ведёт к изменению затрачиваемой двигателем работы на преодоление сил трения диска о пластинку и, следовательно, к изменению напряжения на его обмотке. Но только при фиксированной величине этого напряжения торможение диска после выключения двигателя будет начинаться с одной и той же начальной угловой скоростью . Все измерения времени следует производить не менее 3 раз, беря за окончательный результат среднее арифметической измеренной величины.

11. Результаты измерений представляют графически в координатах . Тангенс угла наклона этой зависимости, согласно (1), даст коэффициент трения скольжения.

1 Неупругие деформации, сопровождающиеся необратимой перестройкой кристаллической решётки.