Описание экспериментальной установки

О

Рис.5.3

бщий вид установки приведен на рис. 5.3. Она состоит из основания 1, вертикальной стойки 2, верхнего кронштейна 3 с панелью 4, маятника скольжения и маятника качения, которые устанавливаются на верхнем кронштейне 3 поочередно. Основание 1 снабжено тремя регулируемыми опорами 5 и винтом-барашком 6 для фиксации вертикальной стойки 2. Вертикальная стойка 2 выполнена из металлической трубы. Угол отклонения панели 4 от вертикального положения показывает риска-указатель, нанесенная на вертикальной стойке 2.

Панель 4 имеет прямоугольное окно, в котором устанавливаются сменные образцы в виде пластин из стали, латуни, алюминия и фторопласта. В нижней части панели нанесена шкала отсчета угла отклонения маятников. С помощью винта 7 панель отклоняется от вертикального положения. Угол отклонения панели определяется с помощью шкалы 8, закрепленной в нижней части панели.

Маятник скольжения представляет собой металлический стержень 9, снабженный призматической опорой 10 и обоймой 11, в которую устанавливаются сменные образцы в виде усеченного шара.

Маятник качения представляет собой металлический шарик 12, подвешенный на капроновой нити 13. Шары являются сменными и изготовлены из стали, латуни и алюминия.

Подготовка установки к работе

1. Произвести регулировку положения основания при помощи регулировочных опор таким образом, чтобы нить подвеса маятника совпадала с нулевым делением шкалы отсчета.

2. Установить угол наклона образца равный 90, при этом должно осуществляться касание шарика поверхности исследуемого образца при отсутствии силы нормального давления, что достигается с помощью регулировочных опор.

3. Отрегулировать длину нити маятника с помощью устройства на верхнем кронштейне таким образом, чтобы при колебании маятника шарик перемещался по рабочей поверхности образца, не касаясь шкалы.

4. Протереть исследуемые поверхности сменных пластин, усеченные шары и шары маятника качения этиловым спиртом и вытереть насухо.

Методика эксперимента и обработка результатов измерений

Задание 1: определить коэффициент трения качения для различных образцов.

1. Установить маятник качения с шариком из определенного материала.

Таблица 5.1

Материал образца –
R = м, 0 = рад, n = рад
=45o
n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
=30
n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
=60
n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

2. Нарисовать таблицу 5.1 для проведения испытания заданного образца.

3. Измерить радиус шарика R и занести его значение в таблицу.

4. Установить испытуемый образец на панель 4.

5. Выставить угол наклона образца β = 30.

6. Отклонить маятник от положения равновесия на угол ₀ = 6. Без толчка отпустить маятник. При достижении амплитуды колебания маятника _n = 2, определить количество полных колебаний маятника n.

7. Повторить измерения 10 раз. Результаты занести в таблицу.

8. Аналогичные измерения произвести для угла наклона образца  = 45 и  = 60.

9. Вычислить коэффициент трения качения по формуле (5.10) для заданных значений угла .

10. Рассчитать погрешность измерения. Сравнить полученный результат с табличным значением и сделать вывод.

11. Нарисовать таблицу 5.1 и провести испытания для другого образца, повторив пункты 1–10.

Задание 2: определить коэффициент трения скольжения для различных образцов.

1. Установить одну из сменных пластин на панель 4.

2. Вставить усеченный стальной шар в обойму 11 маятника скольжения сферической поверхностью наружу. Повесить маятник скольжения при помощи призматической опоры 10 на верхний кронштейн 3 таким образом, чтобы усеченный шар соприкоснулся с установленной на панель пластиной и ось маятника была параллельна лицевой поверхности панели.

3. Нарисовать таблицу 5.2 для проведения испытания заданного образца.

Таблица 5.2

Материал образца –
0 = рад, n = рад
=89o
n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
=88
n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

4. Установить угол наклона β панели равным 89.

5. Отклонить маятник на угол α₀ = 6.

6. Определить число полных колебаний маятника при достижении им угла равного α_n = 2.

7. Повторить измерения 10 раз. Результаты занести в таблицу.

8. Определить коэффициент трения скольжения по формуле (5.11).

9. Установить угол наклона β панели равным 88.

10. Повторить пункты 5–8.

11. Рассчитать погрешность полученного результата и сравнить его с табличным значением.

12.Провести испытания для другого образца, повторив пункты 1–11.