Wydział Mechaniczny Technologiczny

Wychowanie Techniczne

Semestr: II

GRUPA 6

SEKCJA IV

LABORATORIUM Z MECHANIKI

Temat:

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA TOCZNEGO

Wykonali:

1. Joanna Sieroń

2. Izabela Juńska

3. Patrycja Leśniak

4. Arkadiusz Banosik

5. Anna Mrozowicka

6. Adam Jurczok

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: ALUMINIUM

Promień kulki: 10 mm

β [°]	ϕ0 [rad]	ϕn [rad]	n	f [mm]	f śr [mm]	T [s]	g [m/s^2]
30	0,10472	0,0524	11	0,02494	0,0249	1,748	20,887
							11	0,02494		1,7488	20,86789
							11	0,02494		1,7489	20,8655
			45	0,10472		0,0524	11	0,014399	0,0144	1,9131	21,35645
							11	0,014399		1,9132	21,35422
							11	0,014399		1,913	21,35869
			60	0,10472		0,0524	7	0,00529	0,00529	2,2655	21,5373
							7	0,00529		2,2657	21,5335
							7	0,00529		2,2654	21,5392

Średnia wartość ze wszystkich pomiarów dla aluminium wynosi:

f = 0,0307 [mm]

b). Materiał kuliki i bieżni: STAL

Promień kulki: 10 mm

β [°]	ϕ0 [rad]	ϕn [rad]	n	f [mm]	f śr [mm]	T [s]	g [m/s^2]
30	0,10472	0,0524	18	0,04081	0,0408	1,7346	21,21095
							18	0,04081		1,7347	21,20851
							18	0,04081		1,7345	21,2134
			45	0,10472		0,0524	16	0,023562	0,0235	1,8938	21,79396
							16	0,023562		1,8939	21,79166
							16	0,023562		1,894	21,78936
			60	0,10472		0,0524	18	0,013603	0,00136	2,1732	23,40562
							18	0,013603		2,1734	23,40131
							18	0,013603		2,1733	23,40346

Średnia wartość ze wszystkich pomiarów dla stali wynosi:

f = 0,0218 [mm]

c) . Materiał kulki i bieżni: MOSIĄDZ

Promień kulki: 10,5 mm

β [°]	ϕ0 [rad]	ϕn [rad]	n	f [mm]	f śr [mm]	T [s]	g [m/s^2]
30	0,10472	0,0524	14	0,031741	0,0317	1,7588	20,63127
							14	0,031741		1,759	20,62658
							14	0,031741		1,7587	20,63361
			45	0,10472		0,0524	16	0,020944	0,0209	1,9259	21,07352
							16	0,020944		1,9256	21,08008
							16	0,020944		1,926	21,07133
			60	0,10472		0,0524	17	0,012848	0,00128	2,2322	22,18468
							17	0,012848		2,2223	22,38278
							17	0,012848		2,222	22,38883

Średnia wartość ze wszystkich pomiarów dla MOSIĄDZU wynosi:

f = 0,01796 [mm]

Wartość średnia przyspieszenia ziemskiego (średnia wszystkich wyników):

gśr = 21,577[m/s²]

Wnioski:

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

Wyznaczona wartość przyspieszenia ziemskiego została wyznaczona z dużym błędem, około 100%, co jest dosyć zastanawiające, możliwe, że jest to spowodowane uszkodzeniem, złymi parametrami wahadła lub błędnym wzorem na obliczanie g, błędnym w stosunku do parametrów wahadła wykorzystywanego w ćwiczeniu, można tak domniemywać, gdyż błąd jest mniej więcej stały dla wszystkich pomiarów 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.

---