ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ → номер 3
Цель работы: определить коэффициент трения деревянного бруска, скользящего по деревянной линейке, используя формулу Fтр = = μР. С помощью динамометра измеряют силу, с которой нужно тянуть брусок с грузами по горизонтальной поверхности так, чтобы он двигался равномерно. Эта сила равна по модулю силе трения Fтp, действующей на брусок. С помощью того же динамометра можно найти вес бруска с грузом. Этот вес по модулю равен силе нормального давления N бруска на поверхность, по которой он скользит. Определив таким образом значения силы трения при различных значениях силы нормального давления, необходимо построить график зависимости Fтр от Р и найти среднее значение коэффициента трения (см. работу № 2).
Основным измерительным прибором в этой работе является динамометр. Динамометр имеет погрешность Δд =0,05 Н. Она и равна погрешности измерения, если указатель совпадает со штрихом шкалы. Если же указатель в процессе измерения не совпадает со штрихом шкалы (или колеблется), то погрешность измерения силы равна ΔF = = 0,1 Н.
Средства измерения: динамометр.
Материалы: 1) деревянный брусок; 2) деревянная линейка; 3) набор грузов.
Порядок выполнения работы
1. Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.
2. Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Замерьте при этом показание динамометра.
3. Взвесьте брусок и груз.
4. К первому грузу добавьте второй, третий грузы, каждый раз взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения.
По результатам измерений заполните таблицу:
Номер
Опыта
Р, Н
ΔP, Н
Fтр, Н
ΔFтр, Н
5. По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления и, пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения μср (см. работу № 2).
6. Рассчитайте максимальную относительную погрешность измерения коэффициента трения. Так как
(см. формулу (1) работы № 2).
Из формулы (1) следует, что с наибольшей погрешностью измерен коэффициент трения в опыте с одним грузом (так как в этом случае знаменатели имеют наименьшее значение) .
7. Найдите абсолютную погрешность
И запишите ответ в виде:
Требуется определить коэффициент трения скольжения деревянного бруска, скользящего по деревянной линейке.
Сила трения скольжения
Где N — реакция опоры; μ — ко
Эффициент трения скольжения, откуда μ=Fтр/N;
Сила трения по модулю равна силе, направленной параллельно поверхности скольжения, которая требуется для равномерного перемещения бруска с грузом. Реакция опоры по модулю равна весу бруска с грузом. Измерения обоих сил проводятся при помощи школьного динамометра. При перемещении бруска по линейке важно добиться равномерного его движения, чтобы показания динамометра оставались постоянными и их можно было точнее определить.
Выполнение работы:
№ опыта
Вес бруска с грузом Р, Н
Сила трения Fтр, H
μ
1
1,35
0,4
0,30
2
2,35
0,8
0,34
3
3,35
1,3
0,38
4
4,35
1,7
0,39
Вычисления:
Рассчитаем относительную погрешность:
Так как
Видно, что наибольшая относительная погрешность будет в опыте с наименьшим грузом, т. к. знаменатель меньше
Рассчитаем абсолютную погрешность
Так как
Видно, что наибольшая относительная погрешность будет в опыте с наименьшим грузом, т. к. знаменатель меньше.
Рассчитаем абсолютную погрешность
Полученный в результате опытов коэффициент трения скольжения можно записать как: μ = 0,35 ± 0,05.