Відео: Сила тертя - Фізика в дослідах і експериментах
Зміст
На безпеку руху великий вплив робить сила гальмування автомобіля. Чим краще гальма, тим простіше скинути швидкість перед раптово виникли перешкодою.
Вам знадобиться
- Пряма ділянка сухою і рівною дороги
- будівельна рулетка
Інструкція
1
Знайдіть пряма ділянка дороги зі слабким рухом. Асфальт повинен бути гладким, без ям і латок. Ухил в будь-якому напрямку небажаний. Огляньте дорожнє полотно. Приберіть сміття та інші предмети, наявність яких може вплинути на безпеку руху. Встановіть добре помітну віху. Вона зазначає місце, де необхідно почати гальмування.
2
Використовуйте GPS навігатор для виміру швидкості. Автомобільні спідометри часто занижують реальну швидкість на 5 кілометрів і більше. Точність показань тим нижче, чим вище швидкість машини. Заміри гальмівного шляху зазвичай проводяться з швидкості 100 кілометрів на годину. Встановіть машину на дорожньому полотні таким чином, щоб гарантовано набрати необхідну швидкість до віхи. Постарайтеся знайти помічника, який буде стежити за швидкістю автомобіля.
3
Переконайтеся в тому, що руху транспортного засобу нічого не заважає. Починайте розгін. Помічник в цей час повинен стежити за швидкістю на екрані навігатора. Як тільки машина розженеться до необхідної швидкості, він подасть сигнал. Далі рухайтеся без прискорення. Як тільки автомобіль порівнявся з віхою, починайте гальмування до повної зупинки автомобіля. Постарайтеся не допускати блокування коліс. У разі виникнення заносу негайно відпустіть гальмо.
4
Виміряйте відстань від віхи до місця зупинки автомобіля. Експеримент бажано повторити не менше трьох разів. Складіть все результати, розділіть їх на кількість спроб. Середнє значення гальмівного шляху запишемо через h. Тоді робота, витрачена на гальмування: А = F * h, звідси F = A / h. Тепер висловимо роботу через швидкість і масу автомобіля: A = mV? / 2, де m - маса автомобіля, кг-V - початкова швидкість дорівнює 100 км / ч. Підставами роботу в першу формулу, отримаємо вираз для визначення сили гальмування через гальмівний шлях, початкову швидкість і масу автомобіля: F = mV? / 2h
5
Підставте отримані в результаті експерименту значення в формулу, зробіть арифметичні дії.
Рада 2: Як знайти силу гальмування
сила гальмування - це сила тертя ковзання. Якщо сила, прикладена до тіла, перевищує за значенням максимальну силу тертя, то тіло починає рухатися. Сила тертя ковзання завжди діє в напрямку, протилежному швидкості.
Інструкція
1
Для того щоб обчислити силу тертя ковзання (Fтр), потрібно знати час гальмування і довжину гальмівного шляху.
2
Якщо вам відомо час гальмування, але ніхто не знає його гальмівний шлях, то ви можете виконати розрахунок за формулою: s =? 0 · t / 2, де s - довжина гальмівного шляху, t - час гальмування, ?0 - швидкість тіла в момент початку гальмування.Для розрахунку швидкості тіла в момент початку гальмування вам потрібно знати величину гальмівного шляху і час гальмування. Розрахуйте її за формулою:? 0 = 2s / t, де? 0 - швидкість тіла в момент початку гальмування, s - довжина гальмівного шляху, t - час гальмування.
3
Зверніть увагу, що довжина гальмівного шляху пропорційна квадрату початкової швидкості перед початком гальмування і обернено пропорційна величині сили тертя ковзання (сили гальмування). Саме тому, наприклад, на сухій дорозі (при розрахунках для автомобілів) гальмівний шлях коротший, ніж на слизькій.
4
Після того як вам стали відомі всі значення, підставте їх в формулу: Fтр = 2m · s / t2, де Fтр - сила тертя ковзання (сила гальмування), M - маса тіла, що рухається, s - величина гальмівного шляху, t - час гальмування.
5
знаючи силу гальмування, але не знаючи його час, ви можете зробити необхідні розрахунки за формулою: t = m ·? 0 / Fтр, де t - час гальмування, m - маса тіла, що рухається,? 0 - швидкість тіла в момент початку гальмування, Fтр - сила гальмування.
6
Розрахуйте силу тертя ковзання за іншою формулою: Fтр =? · Fнорм, де Fтр - сила тертя ковзання (сила гальмування),? - коефіцієнт тертя, Fнорм - сила нормального тиску, який притискає тіло до опори (або mg).
7
Визначте коефіцієнт тертя експериментально. У шкільних підручниках з фізики його зазвичай вже вказують в умовах завдання, а то й потрібно розрахувати його для якогось конкретного тіла під час лабораторної роботи. Для цього помістіть тіло на похилу площину. Визначте кут нахилу, при якому тіло починає рух, після чого дізнайтеся за таблицями або розрахуйте самостійно тангенс отриманої величини кута? (Відношення протилежного катета до прилеглого). Це і буде значення коефіцієнта тертя (? = Tg?).
