Уо «Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины»

Физический факультет

Кафедра общей физики

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

КОЭФФИЦИЕНТОВ

ТРЕНИЯ

Лаборатория «Механика»,

«Молекулярная физика и теплота»

ауд. 6 – 11

.

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

КОЭФФИЦИЕНТОВ

ТРЕНИЯ

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ

Цель работы:

1) ознакомиться с методом определения коэффициента статического трения;

2) ознакомиться с методом определения коэффициента трения качения с помощью наклонного маятника;

3) вычислить коэффициент статического трения и коэффициент трения качения шарика по металлической поверхности.

Приборы и принадлежности: установка, набор тел, набор поверхностей.

Теоретические сведения

Механическое сопротивление, возникающие в плоскости касания двух прижатых друг к другу тел при их относительном перемещении называется внешним трением. Сила сопротивления , направленная противоположно относительному перемещению данного тела, называется силой трения, действующей на это тело. По кинематическому признаку различают трение скольжения и качения. Каждый из этих видов внешнего трения характеризуют соответствующим коэффициентом. Внешние условия (нагрузка, скорость, шероховатость, температура, смазка) влияют на величину внешнего трения не меньше, чем природа трущихся тел, меняя его в несколько раз. Если к телу приложена сила, составляющая которой, лежит в плоскости соприкосновения двух тел и недостаточна для того, чтобы вызвать скольжение данного тела относительно другого, то возникающая сила трения, препятствующая перемещению, называется силой трения покоя. После того, как приложенная сила превысит критическое значение, трение покоя переходит в трение скольжения.

Величина силы трения скольжения , пропорциональна силе реакции опоры , возникающей при приложении нагрузки, прижимающей одно тело к другому, и направленной по нормали к поверхности касания (закон Амонтона-Кулона):

. (2.1)

Если тело поместить на горизонтальную поверхность (рис.2.1), а затем плавно ее наклонять, то при некотором угле наклона тело начнет скользить. При этом на тело действуют три силы (рисунок 2.1): сила тяжести , сила нормального давления и сила трения скольжения F_тр.

Рисунок 2.1 – Силы, действующие на тело, находящееся на наклонной плоскости

В состоянии покоя или равномерного поступательного движения тела все силы, действующие на него, должны быть скомпенсированы. Записав в проекциях на оси координат уравнения равновесия сил

и решив относительно с учетом (2.1)

,

получим

. (2.2)

Таким образом, коэффициент трения скольжения численно равен тангенсу угла наклона плоскости, при котором начинается скольжение тела. Эта формула характеризует метод определения коэффициента трения скольжения, т.е. для определения этого коэффициента достаточно определить угол .