Решение: Лабораторная работа №4 - Коэффициент трения скольжения

Хорошо, давайте разберем эту лабораторную работу. Лабораторная работа № 4 «Определение коэффициента трения скольжения». Цель работы: Определить коэффициент трения скольжения при движении бруска по горизонтальной поверхности стола. Оборудование: деревянная линейка, деревянный брусок с тремя отверстиями, динамометр, набор грузов по механике. Порядок выполнения работы: 1. Вычислите цену деления шкалы динамометра. Для этого нужно посмотреть на шкалу динамометра. Выберите два соседних числовых значения на шкале (например, 0 Н и 1 Н). Посчитайте количество делений между ними. Цена деления = (Разность числовых значений) / (Количество делений между ними). Например, если между 0 Н и 1 Н десять делений, то цена деления будет: Цена деления = (1 Н - 0 Н) / 10 = 0,1 Н. Запишите полученное значение. 2. Измерьте вес бруска при помощи динамометра. Результат измерения веса запишите в таблицу. Подвесьте брусок к динамометру и запишите показания. Это будет вес бруска \(P_{бруска}\). 3. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу, нагружая брусок одним, двумя и тремя грузами, измеряя в каждом случае силу трения. Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра. * Положите брусок на стол. Прицепите динамометр к бруску. * Равномерно тяните брусок по столу, стараясь, чтобы скорость была постоянной. Запишите показания динамометра. Это будет сила трения \(F_{тр1}\) для бруска без грузов. * Положите на брусок один груз. Повторите измерение силы трения. Запишите \(F_{тр2}\). * Положите на брусок два груза. Повторите измерение силы трения. Запишите \(F_{тр3}\). * Положите на брусок три груза. Повторите измерение силы трения. Запишите \(F_{тр4}\). * Также нужно измерить вес каждого груза. Если грузы одинаковые, достаточно измерить вес одного груза \(P_{груза}\). 4. Результат измерения запишите в таблицу. Таблица будет выглядеть так:

Количество грузов	\(F_{тр}\), Н	\(P\), Н	\(\mu\)
Без груза	(Запишите \(F_{тр1}\))	(Запишите \(P_{бруска}\))
Один груз	(Запишите \(F_{тр2}\))	(Запишите \(P_{бруска} + P_{груза}\))
Два груза	(Запишите \(F_{тр3}\))	(Запишите \(P_{бруска} + 2 \cdot P_{груза}\))
Три груза	(Запишите \(F_{тр4}\))	(Запишите \(P_{бруска} + 3 \cdot P_{груза}\))

Где \(P\) - это общая сила нормального давления, которая в данном случае равна общему весу бруска с грузами. 5. Вычислите коэффициент трения скольжения. Легко убедиться, что в случае движения тела по горизонтальной поверхности сила нормального давления равна силе тяжести, действующей на это тело: \(N = P\). Это позволяет вычислить коэффициент трения по формуле: \[\mu = \frac{F_{тр}}{N} = \frac{F_{тр}}{P}\] Для каждой строки таблицы вычислите коэффициент трения \(\mu\) и запишите его в соответствующую ячейку. Например, для бруска без груза: \(\mu_1 = \frac{F_{тр1}}{P_{бруска}}\). Для бруска с одним грузом: \(\mu_2 = \frac{F_{тр2}}{P_{бруска} + P_{груза}}\). И так далее для всех случаев. 6. Сделайте вывод. В выводе нужно указать, что вы определили коэффициент трения скольжения. Сравните полученные значения \(\mu\) для разных случаев. Если измерения были точными, то значения \(\mu\) должны быть примерно одинаковыми, так как коэффициент трения зависит от материалов соприкасающихся поверхностей, а не от силы нормального давления. Укажите среднее значение коэффициента трения, если оно получилось близким для всех измерений. Пример вывода: "В ходе лабораторной работы был определен коэффициент трения скольжения деревянного бруска по поверхности стола. Было установлено, что сила трения скольжения прямо пропорциональна силе нормального давления (весу бруска с грузами). Коэффициент трения скольжения \(\mu\) для данной пары поверхностей (дерево по столу) оказался примерно постоянным и составил в среднем (укажите среднее значение \(\mu\)). Это подтверждает теоретическое положение о том, что коэффициент трения не зависит от площади соприкосновения и силы нормального давления в пределах данной работы."