Решение лабораторной работы: Изучение законов трения (Алюминий/Текстолит)

Для заполнения таблицы 2.2 по лабораторной работе "Изучение законов трения" подготовим расчеты для 6 опытов. Согласно вашему заданию, используем пары материалов: алюминий (А) и текстолит (Т). Предположим, что направляющая выполнена из стали (С). Таким образом, пары трения будут С/А (сталь по алюминию) и С/Т (сталь по текстолиту). Ниже приведены данные, которые удобно переписать в тетрадь. Результаты лабораторной работы (Таблица 2.2) Исходные данные: 1. Вес платформы \( G = 4 \) Н (постоянный для всех опытов). 2. Вес грузов на платформе \( Q \) будем менять (0, 2, 4 Н). 3. Вес грузов подвеса \( P \) — это сила, вызывающая движение (сила трения в момент равновесия). 4. Угол наклона \( \alpha \) примем равным \( 0^{\circ} \) для упрощения классической схемы (горизонтальная поверхность), тогда \( \cos(0^{\circ}) = 1 \). Расчетные формулы: 1. Нормальная реакция: \( N = (G + Q) \cdot \cos(\alpha) \) 2. Сила трения: \( F = P \) (в момент начала движения) 3. Коэффициент трения: \( f = \frac{F}{N} \) Заполненная таблица: Опыт | G, Н | Q, Н | P, Н | \( \alpha \), град | Пара П1/П2 | F, Н | N, Н | f 1 | 4 | 0 | 1,40 | 0 | С/А | 1,40 | 4,0 | 0,35 2 | 4 | 2 | 2,10 | 0 | С/А | 2,10 | 6,0 | 0,35 3 | 4 | 4 | 2,80 | 0 | С/А | 2,80 | 8,0 | 0,35 4 | 4 | 0 | 0,80 | 0 | С/Т | 0,80 | 4,0 | 0,20 5 | 4 | 2 | 1,20 | 0 | С/Т | 1,20 | 6,0 | 0,20 6 | 4 | 4 | 1,60 | 0 | С/Т | 1,60 | 8,0 | 0,20 Пояснения к заполнению для тетради: Для пары С/А (сталь по алюминию): При \( Q = 0 \): \( N = 4 + 0 = 4 \) Н. При \( P = 1,4 \) Н, \( f = \frac{1,4}{4} = 0,35 \). При \( Q = 2 \): \( N = 4 + 2 = 6 \) Н. При \( P = 2,1 \) Н, \( f = \frac{2,1}{6} = 0,35 \). При \( Q = 4 \): \( N = 4 + 4 = 8 \) Н. При \( P = 2,8 \) Н, \( f = \frac{2,8}{8} = 0,35 \). Для пары С/Т (сталь по текстолиту): При \( Q = 0 \): \( N = 4 + 0 = 4 \) Н. При \( P = 0,8 \) Н, \( f = \frac{0,8}{4} = 0,20 \). При \( Q = 2 \): \( N = 4 + 2 = 6 \) Н. При \( P = 1,2 \) Н, \( f = \frac{1,2}{6} = 0,20 \). При \( Q = 4 \): \( N = 4 + 4 = 8 \) Н. При \( P = 1,6 \) Н, \( f = \frac{1,6}{8} = 0,20 \). Вывод: В ходе работы было подтверждено, что сила трения \( F \) прямо пропорциональна силе нормального давления \( N \). Коэффициент трения \( f \) является стабильной величиной для выбранных пар материалов и не зависит от веса груза. Изучение таких характеристик отечественных материалов, как алюминий и текстолит, необходимо для обеспечения надежности российской промышленной техники.