Определение коэффициента статического трения

Работа.        Определение коэффициента статического трения.

             Цель работы.   Ознакомится с методом определения коэффициента

                                         внешнего трения  при помощи наклонного маятника.

             Принадлежности:  установка, исследуемые тела, штангенциркуль.

 Краткая теория.

 Внешнее трение тел делят на статическое (трение  покоя) - между взаимно неподвижными телами, и  кинетическое (трение скольжения) - между телами, движущихся относительно друг друга (скольжение, качение, верчение). Чистое внешнее трение происходит при отсутствии смазки и окисленных пленок на контактирующих поверхностях. Трение между телами, имеющими слой смазки более 0,1 мм. называется гидродинамическим. Граничным называется трение, происходящее в прослойке смазки, меньше 0,1 мм.

Г. Амонтон, а затем и Ш. Кулон опытным путем установили законы внешнего трения. Развитие теории внешнего трения нашло также в трудах Ф. Боудена, Д. Тейбора, И. Крагельского,  В. Дерягина, А. Ахматова и др.

Кулон нашел, что предельное значение силы статического трения Fст пропорционально величине нормального давления тела на опору.

                                  Fст = μст N                     (1).

  где μст—коэффициент статического трения, он зависит от материала и состояния поверхностей соприкосновения, продолжительности контакта.

  Для трения скольжения выполняется закон Амонтона—Кулона: величина силы трения скольжения Fск  пропорциональна величине силы нормального давления.

                                                       Fск = μск N                     (2).

     где μск—коэффициент трения скольжения, он зависит от относительной скорости, температуры пар трения, давления и ряда других факторов.

    Если тело поместить на горизонтальную поверхность, а затем начать ось отклонять, то при некотором угле наклона β тело начнет скользить, то есть трение покоя сменится трением скольжения. При

угле β коэффициент трения покоя принимает максимальное значение.

                                                μст= tgβ                      (3)

(получить самостоятельно)

Описание прибора и метода измерения.

    Для определения коэффициента трения покоя скольжения   в данной работе используется установка, представляющая собой наклонную плоскость, угол наклона можно менять.

Порядок выполнения работы.

1.  Установить плоскость установки в горизонтальном положении и положить на нее брусок исследуемого материала.

2.  Плавно наклонять плоскость, определить угол β при котором брусок начинает скользиить по плоскости. По формуле (3) рассчитать μст.

3.  Опыт провести для данной пары трения не менее пяти раз и результаты занести в таблицу 1. Исследования провести с другими парами трения (телами).

Nn\n	Пара трения	β	μiст	μст	μст
1
2
3
4
5

4. Определить ошибку определения μст.

Вопросы для самопроверки.

1.  Виды сил трения. Их характеристика. Сухое трение и жидкое трение.

2.  Трение покоя и скольжения. Закон Амонтона.

3.  Задача.

Литература.

1.  Стрелков С.П. Механика, Наука, М., 1975, гл.7.

2.  Матвеев А.Н. Механика и теория относительности, Высшая школа, 1976, §§ 53-56

3.  Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.1, Наука, М., 1974, §17.