Laboratorní práce-smykové tření

Laboratorní práce z fyziky č. 2

Jméno: Andrea Kadidlová

Spolupracovník: Lenka Jandová

Třída: Tercie A

Datum: 19. 1. 2016

Téma: Měření součinitelů smykového tření, zkoumání vlastností třecí síly a valivého odporu

Úkoly: 1. Měření součinitele f smykového tření při posouvání dřevěného kvádru na různých površích

2. Pozorování závislost třecí síly Ft na hmotnosti tělesa m

3. Zkoumání závislosti třecí síly Ft na obsahu stykových ploch S

4. Zkoumání valivého odporu Fo

a) Zkoumání valivého odporu Fo dřevěného válečku
b) Měření závislosti Fo na poloměru R kovových válečků, které podkládaly kvádr

Pomůcky: siloměr 1N (Δl = 0, 01N), siloměr 2N (Δl =0,02N), posuvné měřidlo (Δl = 0, 01mm), pravítko (Δl = 0, 01cm), tři dřevěné kvádry (m1=0,152 kg, m2=0,136 kg, m3= 0,140 kg), kovové válečky (R1 = 0,40 cm, R2 = 0,15 cm), různé povrchy (černý a červený smirkový papír, hladké a hrubé dřevo, koberec, molitan)

1. Měření součinitelů f smykového tření při posouvání dřevěného kvádru (m= 0,152 kg)

Materiál
$$\frac{\mathbf{F}_{\mathbf{t}}}{\mathbf{N}}$$

$$\mathbf{f = \ }\frac{\mathbf{F}_{\mathbf{t}}}{\mathbf{m \bullet g}}$$
černý smirkový papír 0,68 0,45 červený smirkový papír 0,90 0,59 hrubé dřevo 0,64 0,42 hladké dřevo 0,50 0,33 koberec 0,61 0,40 molitan 1,22 0,80

2. Pozorování závislost třecí síly Ft na hmotnosti tělesa m (povrch - hladké dřevo)

G1=1,52 N m1=0,152 kg

G2=1,36 N m2=0,136 kg

G3=1,40 N m3= 0,140 kg

počet kvádrů kvádry
$$\frac{m}{\text{kg}}$$

$$\frac{F_{\mathbf{t}}}{N}$$
1
m1
0,152 0,50 2
m1 + m2
0,288 0,91 3
m1 + m2 + m3
0,428 1,39

3. Zkoumání závislosti třecí síly Ft na obsahu stykových ploch S

-povrch: hladké dřevo

a=12,0 cm

b=2,9 cm

c=5,7 cm

strany kvádru
$$\frac{S}{\text{cm}^{2}}$$

$$\frac{F_{t}}{N}$$
ab 34,80 0,49 ac 68,40 0,48 bc 16,53 0,49

4. Zkoumání valivého odporu Fo

a) Zkoumání valivého odporu Fo dřevěného válečku

Siloměr ukázal nulovou hodnotu, takže tření-valivý odpor Fo mezi válečkem a molitanem bylo opravdu minimální. Každopádně z toho vyplývá, že čím kulatější těleso je, tím menší je tření (valivé) mezi ním a povrchem, po kterém se pohybuje, a proto se pohybuje snáze než hranatý kvádr mezi nímž a molitanem je podstatně větší tření (smykové).

b) Měření závislosti Fo na poloměru R kovových válečků, které podkládaly kvádr

-povrch: molitan

$$\text{Fo} = \xi \bullet \frac{F_{N}}{R}$$

d1= 0,80 cm R1 = 0, 40 cm

Fo1= 0,10N

d2 = 0,30 cm R2 = 0, 15 cm

Fo1= 0,12N

Z výše zjištěného vyplývá: čím je rameno valivého odporu R (poloměr kovových válečků podložených pod kvádrem) menší, tím větší je pak třecí síla Fo.

Závěr

1. Z měření jsme zjistily, že součinitel smykového tření f je tím větší, čím nerovnější (hrubší)je povrch. Největší součinitel smykového tření tak má nerovný, tvárný molitan a nejmenší je u hladkého dřeva, které je nejmíň hrubé.

2. Měřením jsme došly k závěru, že s narůstající hmotností m těles, je třecí síla Ft větší, tzn. hmotnost je přímo úměrná třecí síle. To dokládá i vzorec Ft = f • m • g.

3. Měřily jsme třecí sílu Ft, pokaždé jsme však kvádr posouvaly po jeho jiné ploše. Zjistily jsme, že třecí síla Ft nezáleží na obsahu stykových ploch. Naměřené hodnoty byly téměř shodné, pouze jsme nepřesně měřily.

4. Zjistily jsme, že když jsme kvádr podložily válečky o menším poloměru, bylo tření větší, než když byl kvádr podložen válečky s větším poloměrem. 4ím větší je totiž zakřivení tělesa, tím větší je odpor plochy, kterou těleso překonává. Valivý odpor je nepřímo úměrný poloměru-čím menší poloměr, tím větší valivý odpor.