A.Wyznaczanie współczynnika tarcia kinetycznego.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynnika tarcia kinetycznego dla różnych materiałów.

2. Wstęp teoretyczny.

W przypadku gdy występuje ruch względny ciał, wprowadzany jest współczynnik tarcia kinetycznego, który jest na ogół mniejszy od współczynnika tarcia spoczynkowego o około 25% i zależy ponadto od prędkości względnej stykających się ciał. Najważniejszą przyczyną występowania tarcia ślizgowego jest chropowatość powierzchni styku ciał. Tarcie opisuje siła tarcia T o wartości proporcjonalnej do siły G docisku, prostopadłej do powierzchni styku ciał. Siła tarcia jest styczna do powierzchni zetknięcia ciał i zawsze zwrócona przeciwnie do kierunku ruchu ciał. Siła ta stara się przeciwdziałać ruchowi ciał.

gdzie: μ_k - współczynnik tarcia kinetycznego, który zależy od rodzaju stykających się powierzchni ciał, a także od prędkości ruchu względnego tych ciał.

Wzór na współczynnik tarcia kinetycznego :

gdzie: l - odległość między osiami kół

g - przyspieszenie ziemskie

T - okres drgań

2. Opis stanowiska pomiarowego.

Stanowisko pomiarowe wykonano w postaci dwóch rolek o jednakowych średnicach, obracających się w przeciwne strony z jednakową prędkością kątową. Układ napędzany jest silnikiem elektrycznym poprzez przekładnię pasową i przekładnię zębatą o przełożeniu u = 1. Na obracających się rolkach stalowych spoczywa pręt.

3. Przebieg pomiarów.

Lp.	Materiał pręta	Czas 10wachnięć 10T [s]	Czas 1 wachnięcia T [s]	Tśr. [s]	Współczynnik tarcia μ
1.	Aluminium	13,116	1,403	1,492	0,182
2.			13,084			1,518
3.			13,020			1,555
1.		Stal	15,184			1,316	1,456	0,191
2.			15,503			1,600
3.			15,283			1,453
1.		Mosiądz	15,336			1,384	1,450	0,192
2.			15,309			1,463
3.			15,706			1,505

4.Obliczenia.

Korzystając ze wzoru na współczynnik tarcia kinetycznego obliczamy wartość współczynnika dla danych w protokole materiałów.

5. Analiza wyników i wnioski.

Jak widać z pomiarów współczynniki dla poszczególnych rodzaji materiałów niewiele różniły się i największy był dla mosiądzu..

Uzyskane wyniki mogą być niedokładne ze względu na pomiar czasu przeprowadzamy zwykłym zegarkiem.

II. Wyznaczanie współczynnika tarcia statycznego cięgna o bęben.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest doświadczalne zbadanie wpływu kąta opisania na napięcie w cięgnie i wyznaczenie współczynnika tarcia statycznego cięgna o bęben dla różnych materiałów.

2.Opis stanowiska pomiarowego.

Stanowisko pomiarowe składa się z ramy, do której przykręcono wymienny bęben. Cięgno opasuje bęben i krążek. Do końców krążka przymocowane są dwie szalki. W wyniku zmiany sposobu zawieszenia cięgna można otrzymać różne kąty opasania.

3. Przebieg pomiarów.

W ćwiczeniu badaliśmy doświadczalnie wpływ kąta opasania na napięcie w cięgnie. Wyznaczyliśmy współczynniki tarcia o bęben dla następujących materiałów:

-stal -skóra -wlókno

Dla siły S1 otrzymaliśmy następujące wyniki:

Tabela dla stali

Stal
Lp.	α	S2	S2/S1	ln(S2/S1)
1.	60/	2,8	1,4	0,336
2.	90/	2,6	1,3	0,262
3.	120/	2,5	1,25	0,223
4.	150/	2,9	1,45	0,371
5.	180/π	3,1	1,55	0,438

Tabela i wykres dla skóry

Skóra
Lp.	α	S2	S2/S1	ln(S2/S1)
1.	60	3,5	1,75	0,559
2.	90	3	1,5	0,405
3.	120	2,7	1,35	0,300
4.	150	3,5	1,75	0,559
5.	180	3,5	1,75	0,559

Tabela i dla sznurka

Sznurek
Lp.	α	S2	S2/S1	ln(S2/S1)
1.	60	3,1	1,55	0,438
2.	90	2,9	1,45	0,371
3.	120	2,6	1,3	0,262
4.	150	3,2	1,6	0,470
5.	180	3,7	1,85	0,615

4. Obliczenia.

Obliczenia wykonujemy według wzoru zmieniając jedynie dane zawarte w protokole:

9

---