Лабораторная работа

«Изучение законов трения»

Цель работы: 1) Изучить методы определения коэффициентов трения

покоя, трения скольжения;

2) Проверить выполнение законов трения.

Литература: 1. Александров Н.В., Яшкин А.Я. Курс общей физики.

Механика. М., Просвещение, 1978, с. 82-93.

2. Архангельский М.М. Курс физики. Механика. 1975.

гл.4, § 3-6.

3. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики.

Механика, 1978. с. 86-91.

Приборы и принадлежности: 1. Трибометр,

2. Шнурок с чашкой для гирь,

3. Брусок с крючками,

4. Набор гирь,

5. Секундомер,

6. Рычажные весы,

7. Линейка,

8. Прямоугольный треугольник.

I. Теория

Тангенциальные силы, возникающие между соприкасающимися телами (покоящимися или движущимися относительно друг друга), называют силами трения. По происхождению они относятся к электромагнитному взаимодействию атомов и молекул тел.

Силы сухого трения возникают, например, между несмазанными соприкасающимися поверхностями тел. На величину этих силу существенно влияют состояния поверхностей, их обработка, наличие загрязнений и т.д.

Трение покоя. Характерной чертой сухого трения является то, что сила сухого трения может существовать и тогда, когда тело не движется, т.е. существует сила трения покоя.

Величина и направление силы трения покоя определяется величиной и направлением той внешней силы, которая должна была бы вызвать скольжение. Сила трения покоя всегда равна по величине и противоположна по направлению этой внешней силе.

Сила трения покоя не может превосходить некоторого определенного значения, которая называется максимальной силой трения покоя.

До тех пор, пока внешняя сила не превосходит максимальной силы трения покоя F_mах скольжения тела не возникает.

Трение скольжения. Когда внешняя сила достигает величины F_mах, возникает скольжение. Силу трения в этом случае называется силой трения скольжения.

Сила трения скольжения зависит от рода материала тел, степени обработки их поверхности, их площади и от скорости скольжения.

В некоторых специальных случаях, (трение металлических тел с очищенной поверхностью или твердых тел со специальной обработкой) сила трения скольжения для сравнительно небольшого интервала скоростей примерно равна придельной силе трения покоя и не зависит от скорости движения.

Законы трения. Законы трения были впервые изучены Амонтоном (XVII в) и Кулоном (XVIII в). Они были уточнены в процессе дальнейшего развития физики и формулируются следующим образом:

1. Величина максимальной силы трения покоя пропорциональна силе N, прижимающей трущиеся поверхности и действующей нормально к поверхности тел. , где _о - коэффициент трения покоя.

2. Коэффициент трения зависит от рода материалов.

3. Коэффициент трения зависит от степени обработки трущихся поверхностей.

4. Сила трения зависит от относительной скорости движения тела.

5. Коэффициент трения не зависит от величины площади соприкосновения трущихся поверхностей.