Найти коэффициент трения на всем пути

Измерение коэффициента трения

Найти коэффициент трения на всем пути

Цель:

  • формирование умения применения теоретических знаний, полученных в ходе изучения раздела “Механика” к решению практических задач по измерению коэффициента трения различными способами.

Задачи:

  • формирование умения самостоятельного поиска решения практической задачи;
  • развивать умение переносить знания в новые ситуации, использовать подручные средства для проведения эксперимента;
  • воспитание личностных качеств, обеспечивающих успешность творческой деятельности (наблюдательность, интуиция, сообразительность, самостоятельность).

Оборудование

: брусок с одинаковыми поверхностями, дощечка, динамометр, измерительная линейка (можно две), два одинаковых карандаша, грузы. Один комплект на двоих учащихся.

Форма

урока: решение практических задач.

Место

: после изучения раздела “Механика”

Уровень

подготовки обучающихся:

  • А – базовый уровень;
  • Б – профильный уровень;
  • В – профильный уровень (элективное, факультативное занятие или сдвоенный урок).

Ход урока

Учащимся предлагаются задания[1] по измерению коэффициента трения. Степень самостоятельности в работе, помощь учителя в процессе выполнения задания, объем и темп работы зависит от уровня подготовки обучающихся.

Уровень сложности задания.
АБВ
1.Дано: брусок, дощечка, динамометр, грузы.С помощью динамометра добиться равномерного движения бруска по горизонтально расположенной дощечке (традиционный вариант лабораторной работы).Сделать один опыт, грузы использовать для увеличения прижимающей силы.
Измерить динамометром – силу трения, прижимающую силу.Вычислить коэффициент тренияЗаметить разницу показаний динамометра в момент начала движения и при дальнейшем движении, с учётом этого оценить коэффициент трения покоя максимальный и коэффициент трения скольжения.Сравнить коэффициент максимального трения покоя и коэффициент трения скольжения. Сделать оценку погрешностей измерений.
2.Дано: брусок, дощечка, измерительные линейки Учащимися изучен ранее вопрос “Движение тела по наклонной плоскости”. При рассмотрении различных условий движения было получено, что коэффициент трения равен тангенсу угла наклона плоскости, если тело соскальзывает равномерно.
Используя последнее утверждение, с помощью имеющихся приборов найти коэффициент трения.Можно заметить, что при постукивании брусок начинает скользить при меньшем угле наклона, что объясняется отличием коэффициента трения покоя от коэффициента трения скольжения. Используя эти факты измерить иИзмерить коэффициенты трения покоя и скольжения и оценить погрешности измерений.
3.Дано: брусок, дощечка и измерительная линейка, карандаш. Определить коэффициент трения бруска о стол методом переворота бруска.Если действовать по линии КL силой, параллельной поверхности стола (например, карандашом), постепенно перемещая точку приложения силы от К к L. Если действовать вблизи точки К, то брусок движется поступательно, если вблизи точки L, то он опрокинется.
Найти такую точку приложения силы, когда наблюдается переход от поступательного движения к опрокидыванию. При этомСравнить полученное значение коэффициента трения покоя с коэффициентом трения скольжения определённым в предыдущем задание или измерить заново. Не меняя положения бруска повторить измерение с помощью динамометра, точку приложения взять ниже найденной точки.Измерить коэффициенты трения покоя и скольжения и оценить погрешности измерений.
4.Дано: деревянная линейка и два одинаковых карандаша.Определить отношение коэффициента трения покоя к коэффициенту трения скольжения линейки по карандашу. (Задание больше подходит для факультативного занятия или как дополнительное)
Положить линейку на карандаши и одновременно сдвигать карандаши. Можно заметить, сначала скользит один карандаш, а другой покоиться, затем наоборот. Рассмотрим силы, действующие на карандаш в момент смены движенияполучаем

По итогам выполнения всех экспериментов составляется таблица (уровень А – без учёта погрешностей).

1.
2.
3.

Домашнее задание.

На основании полученных результатов дайте ответы на следующие вопросы:

  • каков интервал значений, в который попадают полученные измерения?
  • какой метод, на ваш взгляд, даёт более точные результаты? Почему?
  • в чём причина расхождений измерений?
  • какой метод оказался наиболее интересным? Почему?
  • в чём причина разных значений коэффициента трения покоя и трения скольжения?
  • как ещё можно измерить коэффициент трения?

Подсказкой для последнего вопроса могут послужить задачи, решаемые в различных темах. Например:

1. (3.202 [2]) По плоскости с углом наклона = 45° соскальзывает шайба и в конце спуска упруго ударяется о стенку, перпендикулярную наклонной плоскости. На какую высоту h снова поднимется шайба по плоскости, если первоначально она находилась на высоте H = 0,6 м? Коэффициент трения шайбы о плоскость = 0,2

2. (384 [3]) С горки высотой h = 2 м и основанием b =5 м съезжают санки, которые останавливаются, пройдя горизонтальный путь S = 35 м от основания горки. Найти коэффициент трения, считая его одинаковым на всём пути. Определить подобным способом на опыте коэффициент трения, например, между спичечным коробком и ученической линейкой.

Литература

  1. Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Экспериментальные задания по физике. 9–11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – М.: Вербум – М, – 208 с.
  2. Физика: 3800 задач для школьников и поступающих в вузы / Авт. – сост. Н.В. Турчина, Л.И. Рудакова, О.И. Суров и др. – М.: Дрофа, 2000. – 672 с.: ил. – (Большая библиотека “Дрофы”).
  3. Рымкевич А.П. Задачник. 10–11 кл.: пособие для общеобразоват. учреждений / А.П. Рымкевич. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2006. – 188, [4] с.: ил. – (Задачники “Дрофы”).

18.06.2012

Источник: https://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/616992/

Динамика

Найти коэффициент трения на всем пути

2.41. Вагон массой m = 20т, двигаясь равнозамедленно с начальной скоростью v0 = 54 км/ч, под действием силы трения Fтр= 6 кН через некоторое время останавливается. Найти работу А сил трения и расстояние s, которое вагон пройдет до остановки.

Решение:

2.42. Шофер автомобиля, имеющего массу т = 1 т, начинает тормозить на расстоянии s = 25 м от препятствия на дороге. Сила трения в тормозных колодках автомобиля Fтр =3,84 кН. При какой предельной скорости v движения автомобиль успеет остановиться перед препятствием? Трением колес о дорогу пренебречь.

Решение:

2.43. Трамвай движется с ускорением а=49,0см/с. Найти коэффициент трения к, если известно, что 50% мощности мотора идет на преодоление силы трения и 50% — на увеличение скорости движения.

Решение:

2.44. Найти работу А, которую надо совершить, чтобы уве скорость движения тела массой т = 1 т от v1 = 2 м/с до v2 = 6 м/с на пути s= Юм. На всем пути действует сила трения Fyp= 2 Н.

Решение:

2.45. На автомобиль массой М = 1 т во время движения дей сила трения , равная 0,1 действующей на него силе тя mg. Какую массу т бензина расходует двигатель авто на то, чтобы на пути s= 0,5 км увеличить скорость от v1 = 10 км/ч до v2 = 40 км/ч? К.п.д. двигателя n=0,2, удельная теплота сгорания бензина q= 46 МДж/кг.

Решение:

2.46. Какую массу т бензина расходует двигатель автомобиля на пути s= 100 км, если при мощности двигателя N = 11 кВт скорость его движения v = 30 км/ч? К.п.д. двигателя n=0,22, удельная теплота сгорания бензина q= 46 МДж/кг.

Решение:

2.47. Найти к.п.д. nдвигателя автомобиля, если известно, что при скорости движения v = 40 км/ч двигатель потребляет объем   V = 13,5 л бензина на пути   s= 100 км и развивает мощность N –12 кВт. Плотность бензина р = 0,8 • 103 кг/м3, удельная теплота сгорания бензина q= 46 МДж/кг.

Решение:

2.48. Камень массой т = 1 кг брошен вертикально вверх с на скоростью v0 = 9,8 м/с. Построить график зависимости от времени tкинетической WK, потенциальной Wnи полной Wэнергий камня для интервала 0 < t < 2 с (см. решение 1.11).

Решение:

2.49. В условиях предыдущей задачи построить график зависимости от расстояния Л кинетической WK, потенциальной

Wnи полной Wэнергий камня.

Решение:

2.50. Камень падает с некоторой высоты в течение времени t= 1,43 с. Найти кинетическую WKи потенциальную Wnэнергии камня в средней точке пути. Масса камня m = 2 кг.

Решение:

2.51. С башни высотой h = 25м горизонтально брошен камень со скоростью v0 =15м/с. Найти кинетическую WKипотен Wnэнергии камня через время t = lc после начала движения. Масса камня т = 0,2 кг.

Решение:

2.52. Камень брошен со скоростью v0=15m/c под углом а = 60° к горизонту. Найти кинетическую WK, потенциальную Wnи полную Wэнергии камня: а) через время t = 1с после начала движения; б) в высшей точке траектории. Масса камня m = 0,2 кг.

Решение:

2.53. На толкание ядра, брошенного под углом а = 30° к горизонту, затрачена работа А = 216 Дж. Через какое время t и на каком расстоянии sxот места бросания ядро упадет на землю? Масса ядра т – 2 кг.

Решение:

2.54. Тело массой т = 10г движется по окружности радиусом R= 6,4 см. Найти тангенциальное ускорение аТ тела, если известно, что к концу второго оборота после начала движения его кинетическая энергия WK= 0,8 МДж.

Решение:

2.55. Тело массой т = 1 кг скользит сначала по наклонной плоскости высотой h= 1 м и длиной склона l = 10 м, а затем по горизонтальной поверхности.

Коэффициент трения на всем пути к = 0,05.

Найти: а) кинетическую энергию WKтела у основания плоскости; б) скорость v тела у основания плоскости; в) расстояние s, пройденное телом по горизонтальной поверх до остановки.

Решение:

2.56. Тело скользит сначала по наклонной плоскости состав угол а = 8° с горизонтом, а затем по горизонтальной поверхности. Найти коэффициент трения на всем пути, если известно, что тело проходит по горизонтальной плоскости то же расстояние, что и по наклонной плоскости.

Решение:

2.57. Тело массой m = 3 кг. имея начальную скорость v0 = 0, скользит по наклонной плоскости высотой h= 0,5 м и длиной склона l = 1 м и приходит к основанию наклонной плоскости со скоростью v = 2,45 м/с. Найти коэффициент трения к тела о плоскость и количество теплоты Q, выделенное при трении.

Решение:

2.58. Автомобиль массой m=2т движется в гору с уклоном 4 м на каждые 100 м пути. Коэффициент трения к = 0,08. Найти работу А, совершаемую двигателем автомобиля на пути 5=3 км, и мощность N развиваемую двигателем, если извест, что путь s= 3 км был пройден за время t= 4 мин.

Решение:

2.59. Какую мощность N развивает двигатель автомобиля массой m = 1 т, если известно, что автомобиль едет с постоянной скоростью v = 36 км/ч: а) по горизонтальной дороге; б) в гору с уклоном 5 м на каждые 100 м пути; в) под гору с тем же уклоном? Коэффициент трения к = 0,07.

Решение:

2.60. Автомобиль массой т = 1 т движется при выключенном моторе с постоянной скоростью v = 54 км/ч под гору с уклоном 4м на каждые 100 м пути. Какую мощность N должен развивать Двигатель автомобиля, чтобы автомобиль двигался с той же скоростью в гору?

Решение:

Источник: https://studyport.ru/zadachi/fizika/volkenshtejn/3-dinamika?start=2

Как найти коэффициент трения

Найти коэффициент трения на всем пути

Приводим 2 варианта нахождения коэффициента трения — зная силу трения и массу тела или зная угол наклона. Для обоих вариантов вы найдете удобные калькуляторы и формулы для расчета.

Следует помнить, что коэффициент трения (μ) величина безразмерная, то есть не имеет единицы измерения.

Коэффициент трения зависит от качества обработки трущихся поверхностей, скорости движения тел относительно друг друга и материала соприкасающихся поверхностей. В большинстве случаев коэффициент трения находится в пределах от 0,1 до 0,5 (см. таблицу).

Через силу трения и массу

{\mu= \dfrac{F_{тр}}{m g}}

Формула для нахождения коэффициента трения по силе трения и массе тела:

{\mu= \dfrac{F_{тр}}{m g}}, где μ — коэффициент трения, Fтр — сила трения, m — масса тела, g — ускорение свободного падения.

Через угол наклона

{\mu = tg(\alpha)}

Формула для нахождения коэффициента трения по углу наклона поверхности:

{\mu = tg(\alpha)}, где μ — коэффициент трения, α — угол наклона поверхности скольжения.

Таблица коэффициентов трения скольжения для разных пар материалов

Трущиеся материалы (при сухих поверхностях) Коэффициенты трения покоя при движении
Резина по сухому асфальту0,95-1,00,5-0,8
Резина по влажному асфальту0,25-0,75
Алюминий по алюминию0,94
Бронза по бронзе0,20
Бронза по чугуну0,21
Дерево по дереву (в среднем)0,650,33
Дерево по камню0,46-0,60
Дуб по дубу (вдоль волокон)0,620,48
Дуб по дубу (перпендикулярно волокнам)0,540,34
Железо по железу0,150,14
Железо по чугуну0,190,18
Железо по бронзе (слабая смазка)0,190,18
Канат пеньковый по деревянному барабану0,40
Канат пеньковый по железному барабану0,25
Каучук по дереву0,800,55
Каучук по металлу0,800,55
Кирпич по кирпичу (гладко отшлифованные)0,5-0,7
Колесо со стальным бандажем по рельсу0,16
Лед по льду0,05-0,10,028
Метал по аботекстолиту0,35-0,50
Метал по дереву (в среднем)0,600,40
Метал по камню (в среднем)0,42-0,50
Метал по металу (в среднем)0,18-0,20
Медь по чугуну0,27
Олово по свинцу2,25
Полозья деревянные по льду0,035
Полозья обитые железом по льду0,02
Резина (шина) по твердому грунту0,40-0,60
Резина (шина) по чугуну0,830,8
Ремень кожаный по деревянному шкиву0,500,30-0,50
Ремень кожаный по чугунному шкиву0,30-0,500,56
Сталь по железу0,19
Сталь(коньки) по льду0,02-0,030,015
Сталь по райбесту0,25-0,45
Сталь по стали0,15-0,250,09 (ν = 3 м/с)

0,03 (ν = 27 м/с)

Сталь по феродо0,25-0,45
Точильный камень (мелкозернистый) по железу1
Точильный камень (мелкозернистый) по стали0,94
Точильный камень (мелкозернистый) по чугуну0,72
Чугун по дубу0,650,30-0,50
Чугун по райбесту0,25-0,45
Чугун по стали0,330,13 (ν = 20 м/с)
Чугун по феродо0,25-0,45
Чугун по чугуну0,15

Просмотров страницы: 29357

Источник: https://mnogoformul.ru/kak-nayti-koyefficient-treniya

Biz-books
Добавить комментарий