ЛР1 (5н) ЛЭТИ. Лабораторная работа №1 (5н). Лабораторная работа 5н определение коэффициента трения скольжения
 Скачать 192.8 Kb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5н ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ: проверка выполнимости второго закона Ньютона и определение на его основе коэффициента трения скольжения при скатывании тела с наклонной плоскости ЭСКИЗ И СХЕМА УСТАНОВКИ На рисунке 1 представлен эскиз экспериментальной установки. Рисунок 1 – Эскиз экспериментальной установки 1. Наклонная плоскость 2. Винт для регулирования угла α наклона плоскости. 3. Шкала для измерения угла α. 4. Брусок массой m, состоящий из двух частей, изготовленных из разных материалов: дерево и дюралюминий. 5. Электромагнит, управление которым осуществляется с помощью электронного секундомера СЭ-1. При нажатии кнопки «Пуск» на секундомере, магнит отключается и включается секундомер. При нажатии кнопки «Стоп» магнит включается. 6. Линейка для измерения пройденного бруском расстояния. 7. Датчик для фиксации времени касания бруском финишной точки, в момент касания выключает секундомер. Экспериментальная установка имеет два режима работы, регулируемых тумблером «плоскость» / «удар», находящимся в её нижней части слева. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ При соскальзывании бруска с наклонной плоскости на него действуют следующие силы: m𝑔 – сила тяжести, N – сила нормальной реакции опоры, 𝐹 тр – сила трения скольжения. На рисунке 2 представлено движение бруска, скользящего по наклонной плоскости. Рисунок 2 – Движение бруска, скользящего по наклонной плоскости Для описания движения тела вдоль наклонной плоскости с углом наклона 𝛼 используется ось 𝑥 параллельно плоскости, а ось 𝑦 перпендикулярно к ней. Действующая на тело сила трения скольжения равна: 𝐹 тр = 𝜇𝑁 = 𝜇𝑚𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼 При проекции на ось x второй закон Ньютона будет иметь вид: m𝑔 sin 𝛼 − 𝐹 тр = 𝑚𝑔(sin 𝛼 − 𝜇 cos 𝛼) = 𝑚𝑎 где 𝑎 – ускорение. Коэффициент трения скольжения рассчитывается по формуле: 𝜇 = 𝑡𝑔𝛼 − 𝑎 𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼 Для нахождения величины ускорения 𝑎 можно измерить пройденный бруском путь S и соответствующее время t: 𝑎 = 2𝑆 𝑡 2 Тогда коэффициент трения скольжения рассчитывается по формуле: 𝜇 = 𝑡𝑔𝛼 − 2𝑆 𝑔𝑡 2 𝑐𝑜𝑠𝛼 |