Лабораторная работа. Определение коэффициента трения скольжения с использованием закона сохранения и превращения энергии

Определение коэффициента трения скольжения с использованием закона сохранения и превращения энергии

 Повторите: «Физика-9»,

 Для выполнения этой работы на линейку трибометра помещают брусок и динамометр, связанные нитью (рис. 1). Если динамометр вместе с линейкой прижать рукой к столу, 'а брусок оттянуть, чтобы динамометр показывал некоторую силу F, то потенциальную энергию пружины можно записать так:

где F — показание динамометра, а х —деформация пружины. После освобождения брусок будет двигаться до остановки и потенциальная энергия пружины израсходуется на совершение работы по преодолению силы трения на пути s. .Эту работу можно представить таким выражением:

где  — коэффициент трения; m — масса бруска; g — ускорение свободного падения; s — перемещение бруска.

 По закону сохранения энергии

следовательно,

 Силу F упругости пружины измеряют динамометром, деформацию пружины х — штангенциркулем, перемещение s бруска — линейкой, массу m бруска — взвешиванием, g — величина постоянная.

Рис. 1.

 Выполнение работы

 Оборудование: 1) трибометр лабораторный с бруском; 2) динамометр учебный; 3) весы технические; 4) гири; 5) набор грузов по механике; 6) штангенциркуль; 7) линейка измерительная 30—35 см с миллиметровыми делениями; 8) прочная нить длиной 20—30 см.

 1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов из­мерений и вычислений.

 2. Определите взвешиванием массу бруска m.

 3. К крючкам динамометра и бруска привяжите нить так, чтобы расстояние между ними было примерно 10 см, брусок с динамометром поместите на линейку, как показано на рисунке 1.

 4. Конец динамометра с петлей совместите с концом линейки и прижмите их рукой к столу. Затем оттяните брусок так, чтобы динамометр показывал F = 1 Н, измерьте штангенциркулем растяжение пружины. Отметьте положение бруска и отпустите его.

 5. Измерьте линейкой расстояние s, пройденное бруском, и вычислите коэффициент трения .

 6. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

 7. Опыт повторите, изменив один раз массу бруска (поместите на него стограммовый груз), а другой раз — растяжение пружины (увеличьте показание динамометра на 1 Н).

 8. Результаты измерений и вычислений также занесите в таблицу; найдите среднее значение коэффициента трения и вычислите абсолютную и относительную погрешность результата.

 9. Определите коэффициент трения, пользуясь формулой . Для этого силу трения определите по показанию динамометра при равномерном перемещении бруска вдоль линейки, а массу бруска возьмите из первого опыта. Сравните полученные результаты.

Контрольные вопросы

 1. Зависит ли коэффициент трения скольжения от изменения нагрузки на брусок и от изменения силы упругости пружины?

 2. Какие приборы из оборудования к данной работе следует заменить, чтобы получить другое значение коэффициента трения?

 3. Какое преобразование энергии происходит при выполнении описанного опыта?