Bài 16: Thực hành: Đo hệ số ma sát

Thực hành : x¸c ®Þnh hÖ sè ma s¸t.
A
B
H×nh 1- §o hÖ sè ma s¸t trªn mÆt ph¼ng nghiªng.

I. Mục đích thí nghiệm:
Vận dụng phương pháp động lực học để nghiên cứu lực ma sát tác
dụng vào một vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng.
Đo hệ số ma sát nghỉ cực đại, hệ số ma sát trượt, so sánh các giá trị
thu được từ thực nghiệm.
II. Cơ sở lý thuyết
Phương pháp động lực học
1. Cho một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng P, với góc nghiêng so
với mặt nằm ngang. Khi nhỏ , vật vẫn nằm yên trên P, không
chuyển động. Tăng dần độ nghiêng, khi đạt giá trị
0
nào đó vật
bắt đầu chuyển động trượt xuống với gia tốc a nào đó . Đại lượng :
à
0
= tg
0
(1)
có giá trị bằng hệ số ma sát nghỉ cực đại.
2. Khi
0
, vật trượt nhanh dần đều với gia tốc a, độ lớn của a chỉ
phụ thuộc góc nghiêng và hệ số à
t
- gọi là hệ số ma sát trượt :

a = g ( sina - à
t
cosa ) (2)

Thực nghiệm cho thấy, trong hầu hết các trường hợp
à
t

<

à
0
.
Bằng cách đo a và

ta xác định được hệ số ma sát trượt

à
cos
tan
g
a
t
=
a = g(sin - à
t
cos)
Gia tốc a xác định theo hệ thức : a = 2s/t
2
, trong đó quãng đường s

đo bằng thước mm, thời gian t đo bằng đồng hồ đo thời gian hiện số
điều khiển bằng công tắc và cổng quang điện. Góc nghiêng có thể
đọc ngay trên thước đo góc có quả dọi, gắn vào mặt phẳng nghiêng.

1. Mặt phẳng nghiêng có gắn thước đo góc và quả rọi.
2. Nam châm điện gắn ở một đầu mặt phẳng nghiêng, có
hộp công tắc đóng ngắt để giữ và thả vật.
3. Giá đỡ mặt phẳng nghiêng có thể thay đổi độ cao điểm kê
nhờ khớp nối .
4. Trụ kim loại (thép) đường kính 3cm, cao 3cm.
5. Máy đo thời gian có cổng quang điện E.
6. Thước thẳng 600-800 mm.
7. Ke 3 chiều để xác định vị trí vật.
III . Dụng cụ cần thiết

1. Đặt máng nghiêng có lắp nam châm điện N và cổng quang điện E
lên giá đỡ. Nam châm điện N được lắp ở đầu A của máng nghiêng, nối
qua hộp công tắc, và cắm vào ổ A của đồng hồ đo thời gian nhờ một
phích cắm có 5 chân. Nếu đồng hồ đo thời gian được bật điện, ổ A sẽ
cấp điện cho nam châm hoạt động. Cổng quang điện E nối vào ổ B
của đồng hồ đo thời gian.
Hạ thấp khớp nối để giảm góc nghiêng , sao cho khi đặt mặt đáy trụ
thép lên máng, trụ không thể tự trượt. Điều chỉnh thăng bằng cho
máng nghiêng nhờ các chân vít của giá đỡ, sao cho dây rọi song song
với mặt phẳng thước đo góc.
IV. Lắp ráp thí nghiệm