SPRAWOZDANIE Z SZACOWNIA WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA KINETYCZNEGO PRZY POMOCY RÓWNI POCHYŁEJ

Cel: Celem eksperymentu to zapoznanie się z najprostszą metodą wyznaczania współczynnika tarcia przy pomocy równi pochyłej, bez dynamometra.

Sprzęt: duża książka, linijka, niewielki słownik, kartka oraz długopis (do notowania wyników pomiaru).

Potrzebne umiejętności: wpisywanie wyników pomiaru w tabelce, znajomość wzorów na tarcie.

Wstęp teoretyczny:

Tarcie jest to zjawisko pojawiania się sił przeciwstawiających się ruchowi ciała po powierzchni innego ciała.

Rozróżniamy 2 typy tarcia:

- Zewnętrzna (suche)

- Wewnętrzne (lepkość)

Tarciem zewnętrznym nazywa się oddziaływanie które zachodzi pomiędzy powierzchniami 2 stykających się ciał stałych przeciwdziałające ich przemieszczaniu się względem siebie. Jeśli ciała te nie przemieszczają się, mówimy o tarciu statycznym, natomiast jeśli pojawia się ruch, o tarciu kinetycznym. W momencie ruchu ciał które polega na przemieszczaniu się jednego z ciał po powierzchni drugiego, mamy do czynienia z tarciem poślizgowym (posuwistym), natomiast w przypadku toczenia się 1 ciała po powierzchni 2, z tarciem tocznym.

Tarcie wewnętrzne jest to oddziaływanie jakie zachodzi pomiędzy warstwami cieczy albo gazów przemieszczających się względem siebie. Różnica pomiędzy tarciem wewnętrznym oraz zewnętrznym polega na tym, iż w tym pierwszym nie ma mowy o tarciu statycznym, natomiast pojawia się siła ciężkości.

Prawa które rządzą tarciem:

1. Siła tarcia NIE jest uzależniona od prędkości ciała.

2. Siła tarcia NIE jest uzależniona od wielkości powierzchni zetknięcia ciała z podłożem.

3. Siła tarcia jest proporcjonalna do siły nacisku ciała na powierzchnię styku.

T=fP

f - współczynnik tarcia

Współczynnik tarcia wyraża jaką część siły jest siła tarcia. Współczynnik tarcia uzależniony jest od typu ciał, gładkości ślizgających się powierzchni oraz ich czystości i jest proporcjonalne do szybkości ciała względem podłoża. Jest wartością bezwymiarową, zatem nie musimy liczyć tutaj jednostek.

Przebieg eksperymentu:

1. Na biurku albo jakiejś innej płaskiej powierzchni kładziemy książkę, następnie na jednym z jej końców niewielki słownik.

2. Stopniowo unosimy książkę z przeciwnej strony aniżeli słownik aż do momentu kiedy słownik będzie się zsuwać.

3. Zatrzymujemy książkę w tej pozycji oraz dokonujemy pomiarów wysokości(h) oraz długości podłoża, gdzie ulokowana jest książka(L).

4. Kilka razy powtarzamy pomiar.

5. Wyliczamy wartość współczynnika tarcia kinetycznego jako iloraz h/L.

6. Szacujemy niepewność pomiarową.

Nr h(m) h(m) L(m) L(m) hśr/Lśr = fk fk

1 0,11 0,01 O,26 0,01 0,38 0,05

2 0.09 0,26

3 0,1 0,26

Wyliczenia:

Lśr = 0,26

hśr = (0,11 + 0,09 + 0,1) : 3 = 0,1

fk = hśr/ Lśr = 0,1/0,26 = 0,38

fk / fk = h/h + L/L

fk = fk ( h/h + L/L)

fk = 0,38 (0,01/0/1 + 0,01/0,26) = 0,38 (0,1 + 0,04) = 0,14x0,38 = 0,05

Wnioski:

By wynik jaki uzyskamy na końcu był poprawny nasza równia pochyła powinna być nieruchoma. Bardzo dobrze jest robić eksperyment w 2 osoby, wówczas 1 trzyma ogromna książkę, 2 dokonuje pomiarów. Na niepewność pomiarową ma wpływ dokładność, z jaką mierzy osoba dokonująca eksperyment, jak również ilość dokonanych pomiarów (im więcej razy wykonamy pomiar, tym końcowa niepewność będzie mniejsza).