10/2012

Strona 1 z 6

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

5

Wyznaczanie współczynnika tarcia statycznego

i kinetycznego

Arkusz sprawozdania

Imię i nazwisko

…………………………..

Data wykonywania

ćwiczenia

………………..

Uwagi

Rok grupa

…………………………..

Data oddania

sprawozdania

………………..

Data oceny

………………..

Ocena

2. Dokonaj odpowiednich pomiarów i zapisz wyniki w poniższej tabeli

Wielkość

Wartość

Niepewność

1. Naszkicuj stanowisko i nanieś na rysunku wielkości geometryczne:
- kąt

θ

nachylenia równi pochyłej

- oś h pomiaru wysokości podniesienia równi (miarka przymocowana do jednego ze wsporników)
- odległość l osi h od wierzchołka kąta

θ

- drogę pomiarową s dla wyznaczania współczynnika tarcia kinetycznego"

10/2012

Strona 2 z 6

l [m]

s [m]

3. Wybierz dwa walce z tego samego materiału o różnych wymiarach i dokonaj poniższych pomiarów.
Określ materiały pary klocek - rynna.

Materiał
walca
(klocka)

Masa wraz z
niepewnością [kg]

Średnica wraz z
niepewnością [mm]

Wysokość wraz z
niepewnością
[mm]

walec 1 (klocek)

walec 2 (klocek)

Materiał rynny ...............................................................

Uwaga! Przed wykonaniem ćwiczenia należy stanowisko wypoziomować.
4. Wyznaczanie tarcia statycznego

4.1. Połóż na równi jeden klocek (płaską powierzchnią do dołu) i zmieniaj wysokość podniesienia h
tak długo, aż zacznie się on zsuwać. Za każdym razem notuj wysokość podniesienia h przy której
klocek zaczyna się zsuwać. Próbę powtórz 20 krotnie za każdym razem obniżając wysokość h przed
kolejnym położeniem klocka na początku równi, tak aby był on w spoczynku. Pomiary wykonaj dla
obu klocków.
Przy każdej próbie kładąc walec na pochylni obróć go o niewielki kąt.

Klocek 1

h [mm]

Klocek 1

θ

µ

tg

s

=

Klocek 2

h [mm]

Klocek 2

θ

µ

tg

s

=

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Średnia

s

µ

---------------

----------------

10/2012

Strona 3 z 6

4.2. Wyznacz współczynnik tarcia statycznego korzystając z zależności trygonometrycznych i uzupełnij
powyższą tabelę

4.3. Oszacuj niepewność pomiarową współczynnika tarcia statycznego. W tym celu oblicz odchylenie
standardowe średniej wg wzoru

(

)

(

)

∑

=

−

−

=

∆

N

i

s

i

s

s

N

N

1

2

1

1

3

µ

µ

µ

gdzie:

s

µ

- średnia wartość współczynnika tarcia statycznego

4.4. Podaj ostateczne oszacowanie współczynników tarcia statycznego. Zastanów się, czy dla obu
klocków po uwzględnieniu niepewności pomiarowej, współczynnik ten jest równy czy różny.

5. Wyznaczanie współczynnika tarcia kinetycznego.

5.1. Ustaw wysokość h tak, aby walec ześlizgiwał się bez zatrzymywania po równi pochyłej. Zmierz
czas, jaki potrzebny jest na przebycie drogi s po pochylni. Zanotuj w poniższej tabeli wysokość h i czas
T. Pomiar powtórz łącznie 20 razy dla kilku różnych wysokości h.

Klocek 1

h [mm]

Klocek 1

T [s]

Klocek 2

h [mm]

Klocek 2

T [s]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Klocek 1

μ

s

= ........................................

±

........................................

Klocek 2

μ

s

= ........................................

±

........................................

10/2012

Strona 4 z 6

5.2. Na podstawie powyższej tabeli wypełnij poniższą

Klocek 1

tgθ

Klocek 1

θ [

o

]

Klocek 1

cosθ

Klocek 1

μ

k

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Średnia

------------

--------------------- -----------------

Klocek 2

tgθ

Klocek 2

θ [

o

]

Klocek 2

cosθ

Klocek 2

μ

k

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Średnia

-----------

----------------------- -------------------

10/2012

Strona 5 z 6

5.3. Podaj ostateczny wynik wraz z szacowaniem niepewności uzyskanym jako odchylenie
standardowe średniej (patrz wzór w punkcie 4.3)

5.4. Prędkość ruchu walca zależy od wysokości podniesienia h. Wykreśl zależność μ

k

od wysokości h.

Zastanów się nad interpretacją tej zależności.

Klocek 1

μ

k

= ........................................

±

........................................

Klocek 2

μ

k

= ........................................

±

........................................

10/2012

Strona 6 z 6

6. Podsumowanie i wnioski