Задание 2.Определение значения коэффициента трения из опытов по скольжению бруска по наклонной плоскости

Опыты проводятся в соответствии с схемой, представленной на рисунке 3. Для заданных масс брускаи грузаподбираются такие углы,при которых система движется ускоренно. Измеряется время движения системы и расстояние, пройденное телами системы. Коэффициент трения скольжения рассчитывается по формуле (10) с учетом соотношения (11).

1.Установите наклонную плоскость под углом = 10° к горизонту.

Значение угла занесите в табл.3.

2.Поставьте на наклонную плоскость брусок массойи свяжите его нитью через систему блоков с грузом массой.

3.Приведите систему грузов в начальное положение. Для этого сместите брусок массой налево так, чтобы он был закреплен в захвате (13).

4.Измерьте положение нижнего торца груза массой по шкале линейки, и запишите соответствующее значение координатыв табл.3.

5.Нажав на захват, освободите брусок, одновременно включите секундомер. Выключите секундомер, когда груз, опускаясь, достигнет своего нижнего положения. Измеренное время запишите в табл.3.

6.Измерьте координату , соответствующую нижнему положению нижнего торца груза по шкале

линейки и занесите координату в табл.3. Значения координатив дальнейших опытах по измерению времени остаются неизменными для данного угла наклонной плоскости к горизонту10°.

7.Верните систему в исходное положение. Для этого плавно без рывков переместите брусок массой по наклонной плоскости и закрепите его в захвате.

8.Эксперимент по определению времени проделайте еще 4 раза. Результаты измерения временизапишите в табл.3.

Таблица 3

Результаты измерений при 10°

№ опыта	, с		,мм	,мм	,мм
1
2
3
4
5
среднее

9.Установите наклонную плоскость к горизонту под углом 12°. Значение угла внесите в табл.4.

10.Проделайте 5 опытов по измерению времени движения груза массойсогласно действиям, описанным в пунктах 3—8. Результаты измерения времени икоординатизанесите в табл.4

Таблица 4

Результаты измерений при

№ опыта	, с		,мм	,мм	,мм
1
2
3
4
5
,среднее

Обработка результатов измерений

По заданию 1.

1.По данным табл.2 рассчитайте средние значения угла для брусковразной массы.

2.По средним значениям , используя соотношение (5), рассчитайте значения коэффициента трения скольжения.

Результаты занести в таблицу 2. Сравнить полученные результаты.

3.Рассчитайте абсолютную погрешность определения по формуле:

,

где - абсолютная погрешность измерения угла , выраженная в радианах. 4.Запишите окончательный результат для коэффициента трения

скольжения в стандартной форме

По заданию 2.

1.По результатам эксперимента, проведенного по заданию 2, рассчитайте значение ускорения движения бруска и груза по формуле (11). Используя соотношение (6), рассчитайте силу натяжения нити Т.

2.Определите относительную погрешность косвенного измерения ускорения грузов по формуле

,

а затем абсолютную погрешность. Запишите окончательный результат для ускорения в стандартной форме

3.По формуле (10) рассчитайте значение коэффициента трения скольжения по опытным данным, проведенным в соответствии с заданием 2.

4.Рассчитайте абсолютную погрешность измерения коэффициента трения в задании 2 по формуле

5.Запишите окончательный результат измерения коэффициента трения в задании 2 в стандартной форме .

Сравните с его значением, полученным расчетным путем в соответствии с заданием 1.

Контрольные вопросы для допуска к работе

1. Расскажите об опытах, показывающих существование силы трения покоя. Каковы ее особенности? Дайте определение силы трения покоя, силы трения скольжения. Выясните, чем определяется максимальная сила трения покоя. Как классифицируются силы трения?

2 Как измерить силу трения покоя? Как она направлена? От чего зависит коэффициент трения покоя? Может ли он быть больше единицы. Как направлена полная реакция поверхности, на которой лежит тело? От чего зависит наклон полной реакции и каков предельный угол этого наклона? Постройте график зависимости силы трения от угла при основании наклонной плоскости. Что называется углом трения?

3. Выясните, при каких условиях возникает скольжение тел. Покажите на графике зависимость силы трения скольжения от относительной скорости трущихся поверхностей и дайте качественное объяснение полученной зависимости. Укажите, как находить силы трения скольжения при решении задач. Тело пущено вверх по наклонной плоскости. Изобразите силы, действующие на тело. Представьте вывод расчетного соотношения для коэффициента трения скольжения по заданию 1.

4. Тело лежит на наклонной плоскости. Изобразите в некотором масштабе силы, действующие на тело. При каких допущениях проводится вывод расчетного соотношения для из опытов по скольжению бруска.

5.Представьте вывод расчетного соотношения для коэффициента трения скольжения из опытов по скольжению бруска.

6.Представьте вывод формулы для расчета абсолютной погрешности измерения коэффициента трения скольжения.

7.Выведите формулу для расчета теоретического значения ускорения движения бруска и груза.

8.Выведите формулу для расчета теоретического значения силы натяжения нити.