Wydział Mechaniczny Technologiczny

Mechanika i Budowa Maszyn

Semestr: II

LABORATORIUM Z MECHANIKI

Temat:

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA TOCZNEGO

Wykonał:

Tomasz Mazur

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie współczynnika tarcia tocznego kuli po powierzchni płaskiej oraz wyznaczenia przyśpieszenia ziemskiego.

2. Opis wahadła nachylnego

Wahadło nachylne jest to ciężka kula zawieszona na długiej nici, przy czym zarówno punkt zaczepienia nici, jak i kula leżą na płaszczyźnie nachylonej pod pewnym kątem do poziomu. Kulka wychylona z położenia równowagi toczy się po płaszczyźnie wykonującej ruch drgający. Głównie ze względu na tarcie toczne jest to ruch zanikający w czasie. Sposób zamocowania kulki do nici umożliwia swobodny obrót kuli bez jednoczesnego skręcania się nici. Nić pozostaje stale równoległa do płaszczyzny, po której toczy się kula. W czasie ruchu na kulkę działa siła G, siły reakcji powierzchni i siła sprężystości nici utrzymująca kulkę po łuku okręgu

3. OBLICZENIE WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA TOCZNEGO

gdzie n - liczba wahnięć wahadła zamieszczona w tabeli.

4. OBLICZENIE WARTOŚCI PRZYŚPIESZENIA ZIEMSKIEGO

gdzie T=t_n/n

Wszystkie otrzymane wyniki zostały zestawione w tabelach poniżej:

a). Materiał kulki i bieżni: stal

Promień kulki: 10 mm

β [°]	ϕ0 [rad]	ϕn [rad]	n	f [mm]	f śr [mm]
30	0,10472	0,0524	21	0,047612	0,0476
							19	0,043078
							23	0,052147
			45	0,10472		0,0524	16	0,020944	0,0207
							17	0,022253
							13	0,017017
			60	0,10472		0,0524	9	0,006802	0,00755
							9	0,006802
							12	0,009069

b). Materiał kuliki i bieżni: stal

Promień kulki: 10 mm

β [°]	ϕ0 [rad]	ϕn [rad]	n	f [mm]	f śr [mm]
30	0,10472	0,0524	10	0,022672	0,257
							11	0,02494
							13	0,029474
			45	0,10472		0,0524	7	0,009163	0,0105
							8	0,010472
							9	0,011781
			60	0,10472		0,0524	3	0,002267	0,0027
							4	0,003023
							4	0,003023

c) . Materiał kulki i bieżni: aluminium

Promień kulki: 10 mm

β [°]	ϕ0 [rad]	ϕn [rad]	n	f [mm]	f śr [mm]
30	0,10472	0,0524	6	0,013603	0,0151
							7	0,015871
							7	0,015871
			45	0,10472		0,0524	5	0,006545	0,00654
							5	0,006545
							5	0,006545
			60	0,10472		0,0524	4	0,003023	0,0030
							4	0,003023
							4	0,003023

d) wyznaczenie współczynnika tarcia tocznego oraz przyspieszenia ziemskiego:

Materiał kulki: stal

bieżni: aluminium

Promień kulki: 10 mm n = 10

β [°]	ϕ0 [rad]	ϕn [rad]	f [mm]	f śr [mm]
30	0,10472	0,061087	0,018894	0,0157
		0,10472	0,069813		0,015115
		0,10472	0,074176		0,013226
	45	0,10472	0,05236		0,01309	0,0127
		0,10472	0,05236		0,01309
		0,10472	0,056723		0,011999
	60	0,10472	0,030543		0,010706	0,0109
		0,10472	0,030543		0,010706
		0,10472	0,02618		0,011336

Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego:

β [°]	T [s]	g [m/s^2]
30	1,7737	20,2861
		1,7725	20,31357
		1,772	20,32504
	45	1,9596	20,35493
		1,9584	20,37988
		1,9578	20,39238
	60	2,3482	20,047
		2,3447	20,10689
		2,3291	20,37714

Wnioski:

Duży wpływ na dosyć znaczne błędy wyznaczania współczynnika tarcia tocznego miała zbyt mała ilość pomiarów.

Wyznaczona wartość przyspieszenia ziemskiego została wyznaczona z dużą niedokładnością, aż około 100%.

1. Dla różnych próbek otrzymaliśmy różne współczynniki tarcia

2. Niedokładność pomiarów głównie wynika z błędu ustawienia przyrządu

3. Niedokładność pomiaru wynika także z błędu pomiaru czasu.

---