1.TEORETYCZNE PODSTAWY EKSPERYMENTU

a) Tarcie oraz jego przyczyny:

TARCIE-jest to zjawisko powstawania siły mechanicznej która będzie rozpraszała energię styczną do powierzchni ciała do powierzchni ciała przemieszczającego się faktycznie albo jedynie potencjalnie oraz przeciwdziałającej ruchowi. Tarcie jest koniecznym warunkiem do przemieszczania się nas ludzi i różnego rodzaju pojazdów, pociągów itp., jak również do funkcjonowania kilku mechanizmów np. sprzęgła czy przekładni. Tam gdzie jest ono zjawiskiem które niekorzystnie wpływa, zmniejsza się je wprowadzając między trące mechanizmy ciecze, zmienia się tym samym tarcie w układzie 2 ciał stałych na tarcie w cieczy. Tarcie kinetyczne oraz tarcie statyczne są proporcjonalne do siły nacisku, uzależnione są od typu powierzchni, stopnia ich wygładzania.

Przyczyną tarcia są procesy dysypatywne, zatem takie procesy gdzie towarzyszy rozpraszanie energii (elektryzowanie się ciał a także ich ogrzewanie czy niszczenie).

b) Tarcie kinetyczne:

TARCIE KINETYCZNE- jest to tarcie zewnętrzne które pojawia się między ciałami, które się przemieszczają.

c) Tarcie Statyczne:

TARCIE STATYCZNE- jest to tarcie zewnętrzne między wzajemnie nie poruszającymi się ciałami. Przejawia się ono w tym, iż w celu otrzymania względnego przesuwania 2 ciał statycznych do 1 z nich trzeba należy przyłożyć siłę z zewnątrz.

d) WSPÓLCZYNNIK TARCIA:

WSPÓŁCZYNNIK TARCIA- jest to stosunek tarcia do całkowitego nacisku normalnego. Dla małych szybkości uzależnione jest ono od stanu powierzchni oraz jest on inny, kiedy powierzchnie są brudne, skorodowane czy chropowate.

WSPÓŁCZYNNIK TARCIA KINETYCZNEGO- jest to stosunek wartości siły tarcia kinetycznego do wartości siły nacisku Tk/N = fk.

WSPÓŁCZYNNIK TARCIA STATYCZNEGO- jest to stały, bezwymiarowy współczynnik proporcjonalności pomiędzy największą wartością siły tarcia statycznego Ts max , a wartością siły nacisku N ciała na podłoże oraz równy ich stosunkowi: ms = Ts max / N. Jego wartość jest na ogół mniejsza niż jeden.

e) WYKRES:

T - czas

F - siła

Wykres przedstawiony powyżej pokazuje zależność siły tarcia jaka działa na ciało od siły która wprawiła je w ruch.

f) WYPROWADZENIE WZORU:

T = Q||

T = f N, czyli Q|| = f * N

Q|| = Q * sin

N = Q+= Q * cos 

Q cos = Q * f * cos

Q * cos

tg = f

ZADANIE:

Wylicz współczynnik tarcia kinetycznego jeśli przy kącie ciało przemieszcza się ruchem jednostajnym.

QII=m*g*sin

Q1=m*g*cos

Fs+Q1=0

QII+T=0

QII=T

m*g*sin=m*g*f*cos/:cos

f=sin/cos

f=tg

fs=tg

fk=tg

fs>fk

2.OPIS EKSPERYMENTU:

tgV=h/l

s2=h2+l2

tgV=h/s2-h2

3.OPIS URZADZEŃ WYKORZYSTANYCH W EKSPERYMENCIE:

Urządzenia, jaki zostały wykorzystane przy dokonywaniu tego eksperymentu:

- linijka zrobiona z plastiku o długości 40cm

- książka, długość 33cm, grubość 1cm

- kieliszek szklany (waga 60g)

- drewniany, niewielki domek (waga 30g)

- stoper (w telefonie komórkowym)

- niewielka waga kuchenna

- miejsce: pokój w domu

4. TABELA WYNIKÓW:

WSPÓŁCZYNNIK TARCIA STATYCZNEGO WSPÓŁCZYNNIK TARCIA KINETYCZEGO

Typ materiału Nr pomiaru S-droga h- wysokość hśr- wysokość średnia S-droga h- wysokość hśr- wysokość średnia

Drewniany dom 1

2

3

4

5 33cm 9,5cm

9,6cm

9,3cm

9,5cm

9,5cm 9,48cm 33cm 10,5cm

10,7cm

10,8cm

10,9cm

11,0cm 10,78cm

Szklany kieliszek 1

2

3

4

5 33cm 5,5cm

6,5cm

6,8cm

6,7cm

6,6cm 6,42cm 33cm 8,5cm

8,0cm

8,0cm

8,5cm

7,8cm 8,16cm

5. WYLICZENIA WSPÓŁCZYNNIKÓW:

Dla drewnianego domku:

s-33cm

hśr-9,48cm

l- wyliczamy z Twierdzenia Pitagorasa

332 =1089

9,482 =89,8704

fs=hśr/l

fs=9,48/90=0,109(3)

s-33cm

hśr-10,78cm

l- wyliczamy z Twierdzenia Pitagorasa

332 =1089

10,782 =116,2084

fk=hśr/l

fk=10,78/116=0,092931034

Obliczenia dla szklanego kieliszka:

s-33cm

hśr-6,42cm

l- wyliczamy z Twierdzenia Pitagorasa

332 =1089

6,422 =41,2164

1089-41,2164=1047,7836

fs=hśr/l

fs=6,42/1048=0,006125954

s-33cm

hśr-8,16cm

l- wyliczamy z Twierdzenia Pitagorasa

332 =1089

8,162 =66,5866

fk=hśr/l

fk=8,16/67=0,121791044

6. WYLICZANIE NIEPEWNOŚCI ORAZ DYSKUSJA BŁĘDÓW:

a) POMIAR fizyczny, czynności eksperymentalne które służą do ustaleniu wartości pewnych wielkości fizycznych.

b) Niepewność bezwzględna

x

(331)cm

c) Niepewność względna

x-1cm

x-30cm

x/x=1/30

1/30*100%=3,3%

d) Niepewność sumy oraz różnicy

x1=1cm

x2=1,5cm

x1+x2

1+1,5=2,5cm

e) Metoda NKP- jest to metoda Najmniej Korzystnego Przypadku wykorzystywana do oszacowania niepewności pomiarowych pomiaru złożonego.

V=s/t

Vmax= smax /tmin

V min= smin /t max

V=1/2 (Vmax - Vmin)

Drewniany domek

-(dla statycznego):

Vmax = 33cm/0,93s

Vmax =35,98387096

35cm/s

V min =33cm/1,13s

V min =29,20353982

29cm/s

V=1/2 (35-29)=3

-(dla kinetycznego):

Vmax =33cm/0,94s

Vmax =35,10638297

35cm/s

V min =33cm/1,97s

V min =16,75726903

17cm/s

V=1/2(35-17)=9

Szklany kieliszek

-(dla statycznego):

Vmax =33cm/0,57s

Vmax =57,89463684

58cm/s

V min =33cm/0,84s

V min =39,28571428

39cm/s

V=1/2(58-39)=9,5

-(dla kinetycznego):

Vmax =33cm/0,93s

Vmax =35,98387096

31cm/s

V min =33cm/1,29s

V min =25,58139534

26cm/s

V=1/2(31-26)=2,5

7. WNIOSKI:

-tarcie statyczne jest większe od tarcia kinetycznego

-czas trwania tarcia statycznego oraz kinetycznego uzależniony jest od typu materiału

-elementy robione z tworzywa szklanego posiadają mniejszą wysokość średnią niż elementy robione z tworzywa drewnianego

-trudno jest zmniejszyć czas na drodze 33cm, gdyż jest za krótka

-przedstawione wyniki bardzo by się różniły od profesjonalnych, gdyż nie posiadamy tutaj wystarczająco dobrych możliwości na zrobienie tego eksperymentu

-pomiary uzależnione są od masy przyboru wykorzystanego w eksperymencie.