Главная страница
Навигация по странице:

  • ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ МЕТОДОМ НАКЛОННОГО МАЯТНИКА

  • ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ МЕТОДОМ НАКЛОННОГО МАЯТНИКА Приборы и принадлежности

  • Краткая теория. Какие виды трения вам известны

  • Вязкое трение

  • Выведите расчетную формулу для определения коэффициента трения качения.

  • От чего зависит коэффициент трения качения, и каковы пути уменьшения трения качения

  • В каких единицах измеряется коэффициент трения качения

  • Какие физические эксперименты можно проделать при помощи наклонного маятника

  • Порядок выполнения работы

    		•

    Физика. лаб3 пример. Лабораторная работа 3 измерение коэффициента трения качения методом наклонного маятника студент гр. Фм1219


    Скачать 33.32 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа 3 измерение коэффициента трения качения методом наклонного маятника студент гр. Фм1219
    АнкорФизика
    Дата23.05.2022
    Размер33.32 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлалаб3 пример.docx
    ТипЛабораторная работа
    #543993

    Федеральное государственное образовательное

    учреждение высшего образования

    «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова»
    Кафедра общей физики

    Лабораторная работа №3

    ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ МЕТОДОМ НАКЛОННОГО МАЯТНИКА


    Выполнил: студент гр. ФМ-12-19

    Алексеев Андрей Евгеньевич

    Принял: доц. к.ф.-м.н.Петров Н.И.
    г. Чебоксары 2022

    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА3

    ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ
    МЕТОДОМ НАКЛОННОГО МАЯТНИКА

    Приборы и принадлежности: наклонный маятник, миллисекундомер.

    Цель работы – изучение явлений возникающих при качении тел и экспериментальное определение коэффициента трения качения.

    Краткая теория.

    1. Какие виды трения вам известны?

    В зависимости от вида трущихся поверхностей, различают сухое и вязкое трение. Сухое трение возникает в области контакта поверхностей твёрдых тел в отсутствие жидкой или газообразной прослойки. Здесь выделяют три вида силы трения: трение скольжения, трение покоя, трение качения. Вязкое трение возникает при движении твёрдого тела в жидкости или газе.

    1. От каких физических величин зависят сила трения скольжения и трения качения?

    Основной характеристикой трения является коэффициент трения, который определяется материалами, из которых изготовлены поверхности взаимодействующих тел.

    1. Выведите расчетную формулу для определения коэффициента трения качения.

    Потенциальная энергия, которую теряет шарик при переходе из одного положения в другое, затрачивается на преодоление трения и работе сил трения на пройденном пути.



    С учётом нормальной составляющей силы реакции опорной поверхности получается такое выражение:



    Путь, проходимый шариком связан со средним значением амплитуды угла отклонения и длиной нити, соотношением



    Исходя из этого, для коэффициента силы трения качения получим следующее выражение:



    Для малых углов отклонения, с учётом тригонометрических формул уравнение окончательно примет вид:



    1. От чего зависит коэффициент трения качения, и каковы пути уменьшения трения качения?

    Это сила сопротивления движению при перекатывании одного тела по поверхности другого.Причина трения качения — деформация катка и опорной поверхности. Сила трения качения может быть в сотни раз меньше силы трения скольжения при той же силе давления на поверхность. Примерами уменьшения силы трения за счёт подмены трения скольжения на трение качения служат такие приспособления, как подшипники, колёсики у чемоданов и сумок, ролики на прокатных станах.

    1. В каких единицах измеряется коэффициент трения качения?

    Коэффициент трения определяется отношением сил. Поэтому размерности сокращаются (ньютоны делят на ньютоны) и коэффициент трения - безразмерная величина.

    1. Какие физические эксперименты можно проделать при помощи наклонного маятника?

    С помощью наклонного маятника можно определить коэффициент трения качения. Этот эксперимент основан на измерении уменьшения амплитуды затухающих колебаний за определённое число полных колебаний. Метод был предложен А.С. Ахматовым.
    Порядок выполнения работы

    1. Включить установку нажатием клавиши СЕТЬ. При этом загораются лампочки фотоэлектрического датчика и цифровые индикаторы.

    2. В пазы наклонной плоскости вставить исследуемый образец.

    3. Наклонить стойку маятника на угол и закрепить с помощью стопорного винта.

    4. Отклонить маятник от положения равновесия на угол , нажать кнопку СБРОС и отпустить маятник.

    5. После совершения колебаний измерить амплитудное значение угла отклонения маятника. Результаты измерений записать в табл. 1.

    6. Пункты 3, 4 и 5 проделать не менее пяти раз.

    7. Наклонить стойку маятника поочередно на углы , и и проделать аналогичные измерения, руководствуясь п. 3–7.

    8. Заменить опорную поверхность из другого материала и, руководствуясь п. 2–7, проделать измерения для другого образца. Результаты измерений записать в табл. 1

    Таблица 1

    №








    n




    n




    n




    n




    1
    5
    10
    3,6
    5
    10
    7,0
    5
    10
    7,5
    5
    10
    8,0

    2
    5
    10
    3,6
    5
    10
    6,7
    5
    10
    7,4
    5
    10
    7,7

    3
    5
    10
    3,6
    5
    10
    7,3
    5
    10
    8,3
    5
    10
    7,4

    4
    5
    10
    2,9
    5
    10
    6,5
    5
    10
    8,0
    5
    10
    7,8

    5
    5
    10
    3,2
    5
    10
    6,4
    5
    10
    7,5
    5
    10
    7,5

    Ср.






    3,4






    6,8






    7,8






    7,9



    Обработка результатов измерений

    1. Преобразуем полученные результаты, переведя градусы в радианы и найдём погрешности отдельных измерений

    №




    n






    n






    1
    5
    0,174
    0,062
    -0,003
    5
    0,174
    0,122
    -0,004

    2
    5
    0,174
    0,062
    -0,003
    5
    0,174
    0,116
    0,002

    3
    5
    0,174
    0,062
    -0,003
    5
    0,174
    0,127
    -0,009

    4
    5
    0,174
    0,050
    0,009
    5
    0,174
    0,115
    0,003

    5
    5
    0,174
    0,055
    0,004
    5
    0,174
    0,111
    0,007

    Ср.






    0,059









    0,118






    №




    n






    n






    1
    5
    0,174
    0,130
    0,006
    5
    0,174
    0,132
    0,006

    2
    5
    0,174
    0,129
    0,007
    5
    0,174
    0,134
    0,004

    3
    5
    0,174
    0,148
    -0,012
    5
    0,174
    0129
    0,009

    4
    5
    0,174
    0,144
    -0,008
    5
    0,174
    0,136
    0,002

    5
    5
    0,174
    0,139
    -0,003
    5
    0,174
    0,131
    0,007

    Ср.






    0,136









    0,138



    1. Вычислим среднеквадратические погрешности отдельных измерений









    1. Принимаем и по таблице Стьюдента найдем коэффициент для 5 измерений

    2. Вычислим случайные погрешности









    1. Оцениваем полную погрешность результатов измерений (с учетом приборной)









    1. Запишем результаты прямых измерений









    1. Вычисляем средние значения коэффициента трения качения



    где









    1. Относительную погрешность коэффициента трения качения вычисляем по формуле:











    1. По среднему значению и относительной погрешности ε вычисляем абсолютную погрешность результата:









    1. Записываем окончательный результат измерения объёма:









    ВЫВОД: Истинные значения коэффициентов трения качения с вероятностью 95% находятся в найденных нами интервалах:

    При

    при

    при

    при

    написать администратору сайта