LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ
Wyznaczanie współczynnika tarcia statycznego 5
i kinetycznego
Arkusz sprawozdania
Imię i nazwisko
Data wykonywania
Uwagi
…………………………..
ćwiczenia
………………..
Rok grupa
Data oddania
…………………………..
sprawozdania
………………..
Data oceny
Ocena
………………..
1. Naszkicuj stanowisko i nanieś na rysunku wielkości geometryczne: h – wysokość równi pochyłej, l
– długość podstawy równi pochyłej, s - odcinek drogi pomiarowej przy wyznaczaniu współczynnika t arcia kinetycznego.
03/2009
Strona 1 z 6
2. Dokonaj odpowiednich pomiarów i zapisz wyniki w poniższej tabeli Wielkość
Wartość
Niepewność
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
Masa wraz z
Średnica wraz z
Wysokość wraz z
walca
niepewnością [kg] niepewnością [mm]
niepewnością
(klocka)
[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
Klocek 1
Klocek 2
Klocek 2
h [mm]
µ = tg
h [mm]
µ = tg
s
θ
s
θ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Średnia
---------------
----------------
µ s
03/2009
Strona 2 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
∆
1
2
µ
3
µ
µ
s =
N ( N − ) ∑ ( s −
i
s )
1 i=1
gdzie: µ - średnia wartość współczynnika tarcia statycznego s
4.4. Podaj ostateczne oszacowanie współczynników tarcia st atycznego. Zastanów się, czy dla obu klocków po uwzględnieniu niepewności pomiarowej, współczynnik ten jest równy czy różny.
Klocek 1
μs= ........................................ ± ........................................
Klocek 2
μs= ........................................ ± ........................................
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
Klocek 1
Klocek 2
Klocek 2
h [mm]
T [s]
h [mm]
T [s]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
03/2009
Strona 3 z 6
5.2. Na podstawie powyższej tabeli wypełnij poniższą Klocek 1
Klocek 1
Klocek 1
Klocek 1
tgθ
θ [o]
cosθ
μk
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Średnia
------------
--------------------- -----------------
Klocek 2
Klocek 2
Klocek 2
Klocek 2
tgθ
θ [o]
cosθ
μk
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Średnia
-----------
----------------------- -------------------
03/2009
Strona 4 z 6
5.3. Podaj ostateczny wynik wraz z szacowaniem niepewności uzyskanym jako odchylenie standardowe średniej (patrz wzór w punkcie 4.3) Klocek 1
μk= ........................................ ± ........................................
Klocek 2
μk= ........................................ ± ........................................
5.4. Prędkość ruchu walca zależy od wysokości podniesienia h. Wykreśl zależność μk od wysokości h.
Zastanów się nad interpretacją tej zależności.
03/2009
Strona 5 z 6
6. Podsumowanie i wnioski
03/2009
Strona 6 z 6