Γουρζής Στάθης – Φυσικός Συνεργάτης ΕΚΦΕ Λευκάδος 2008 – 2012Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών Μεγανησίου Λευκάδος

Τριβή - 2

Όταν ένα σώμα ολισθαίνει , (γλιστράει), πάνω σε μια επιφάνεια, υπάρχει μια δύναμη στο σώμα που αντιστέκεται στην κίνησή του. H δύναμη αυτή λέγεται τριβή ολίσθησης.

Από το σχολικό βιβλίο της Α΄ Λυκείου …

Στο σχολικό εργαστήριο των Φυσικών Επιστημών …

Θα κατασκευάσουμε μια πειραματική

διάταξη, για να πάρουμε μερικές

ενδεικτικές μετρήσεις, ώστε να

μπορέσουμε να υπολογίσουμε τον

συντελεστή της τριβής ολίσθησης μ,

αλλά και την τριβή ολίσθησης Τ.

Θα χρησιμοποιήσουμε διάφορα

σώματα, δοκιμάζοντας την επίδραση της

μάζας, στον συντελεστή τριβής μ και

στην ίδια την τριβή ολίσθησης Τ..

Για την κατασκευή αυτή, θα χρησιμοποιήσουμε βάσεις στήριξης, μεγάλες και μικρές μεταλλικές μπάρες και συνδέσμους …

… ένα μοιρογνωμόνιο, κατάλληλα στερεωμένο …

… μια ξύλινη ράμπα και βαράκια, για την στήριξη της …

Αυτή είναι, λοιπόν,η πειραματική μας διάταξη …

… τέτοια ώστε να επιτρέπει :

Α) Την τοποθέτηση αρκετά μεγάλων μαζών πάνω στη ράμπα, για αυτό το λόγο τοποθετούμε και τα βαράκια στο ένα άκρο και το σίδερο καλά στερεωμένα στο τραπέζι, στο άλλο,

Β) Την μετακίνηση του μοιρογνωμονίου, σε οριζόντιο επίπεδο, για να κεντράρει καλύτερα με τη ράμπα και να κάνει πιο ακριβείς μετρήσεις και

Γ) Την μετακίνηση της ράμπας, αν χρειαστεί, για να διευκολυνθεί η λήψη των μετρήσεων …

Β

Γ

ΑΑ

… το μοιρογνωμόνιο τοποθετείται έτσι ώστε να μπορεί να μετακινείται μπρος – πίσω και να «βλέπει» πάντα την «αρχή» της ράμπας με το τραπέζι…

Με αυτό τον τρόπο τοποθετούμε το μοιρογνωμόνιο πάντα στην «αρχή» της γωνίας, που σχηματίζει η ράμπα με την ράβδο στήριξής της και το τραπέζι του εργαστηρίου …

φ

Οι βάσεις στήριξης έχουν τοποθετηθεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να εξασφαλίζουν μια στερεή κα- τασκευή, για να μην μετακινείται το σύστημα της ράμπας και του μοιρογνωμονίου …

Μετα

κίνηση το

υ μοιρογνωμονίο

υ …

Στήριξη της κόντρας της ράμπας – 2 …

Μετακίνηση της ράμπας …

Στήριξη της κόντρας της ράμπας – 1 …

Μετακίνηση μοιρογνωμονίου – ράμπας …

Θα χρησιμοποιήσουμε ακόμα δύο ζυγαριές…

… και σώματα με διαφορετικές μάζες, αλλά από το ίδιο υλικό …

1 Kg0,5 Kg 200 g 100 g 50 g 20 g

Fe

Ξεκινάμε με την μάζα Fe των 20 g …

Γωνία φ 28 μοίρεςημ φ 0,469εφ φ 0,532

Μάζα m 0,02 Kg

Επιτάχυνση της βαρύτητας g 10 m / s2

Βάρος B = m . g 0,2 Ν

Συντελεστής τριβής μ = εφ φ 0,532

Τριβή Τ = m . g . ημφ 0,094 Ν

… και συνεχίζουμε με την μάζα των 50 g …

Γωνία φ 32 μοίρεςημ φ 0,53εφ φ 0,625

Μάζα m 0,05 Kg

Επιτάχυνση της βαρύτητας g 10 m / s2

Βάρος B = m . g 0,5 Ν

Συντελεστής τριβής μ = εφ φ 0,625

Τριβή Τ = m . g . Ημφ 0,265 Ν

… συνεχίζουμε με την μάζα των 100 g …

Γωνία φ 26 μοίρεςημ φ 0,438εφ φ 0,488

Μάζα m 0,1 Kg

Επιτάχυνση της βαρύτητας g 10 m / s2

Βάρος B = m . g 1 Ν

Συντελεστής τριβής μ = εφ φ 0,488

Τριβή Τ = m . g . ημφ 0,438 Ν

… συνεχίζουμε με την μάζα των 200 g …

Γωνία φ 32 μοίρεςημ φ 0,53εφ φ 0,625

Μάζα m 0,2 Kg

Επιτάχυνση της βαρύτητας g 10 m / s2

Βάρος B = m . g 2 Ν

Συντελεστής τριβής μ = εφ φ 0,625

Τριβή Τ = m . g . ημφ 1,06 Ν

… συνεχίζουμε με την μάζα των 500 g …

Γωνία φ 25 μοίρεςημ φ 0,423εφ φ 0,466

Μάζα m 0,5 Kg

Επιτάχυνση της βαρύτητας g 10 m / s2

Βάρος B = m . g 5 Ν

Συντελεστής τριβής μ = εφ φ 0,466

Τριβή Τ = m . g . ημφ 2,115 Ν

Φτάνουμε στην μάζα των 1000 g …

Γωνία φ 22 μοίρεςημ φ 0,375εφ φ 0,404

Μάζα m 1 Kg

Επιτάχυνση της βαρύτητας g 10 m / s2

Βάρος B = m . g 10 Ν

Συντελεστής τριβής μ = εφ φ 0,404

Τριβή Τ = m . g . ημφ 3,75 Ν

Μάζα 0,02 Kg Τριβή Τ 0,094 Ν

Μάζα 0,05 Kg Τριβή Τ 0,265 Ν

Μάζα 0,1 Kg Τριβή Τ 0,438 Ν

Μάζα 0,2 Kg Τριβή Τ 1,06 Ν

Μάζα 0,5 Kg Τριβή Τ 2,115 Ν

Μάζα 1 Kg Τριβή Τ 3,75 Ν

Πίνακας τιμών για την μάζα και την Τριβή

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Series10.094

0.265

0.438

1.06

2.115

3.75

Σχέση Μάζας m και Τριβής ολίσθησης Τ

Μάζα σε Kg

Τριβ

ή σε

Ν

Τέλος πειράματος …