Khảo sát lực ma sát | Báo cáo thí nghiệm số 7 môn thí nghiệm vật lý 1 Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh
1. Mục đích bài thí nghiệm; Trong thí nghiệm này, tiến hành khảo sát sự phụ thuộc của ma sát nghỉ, ma sát trượt và ma sát lăn vào áp lực, diện tích và bề mặt tiếp xúc giữa vật và mặt phẳng chuyển động. Dựa vào quy luật biến đổi của lực ma sát đối với trọng lượng vật, ta có thể suy ra giá trị hệ số ma sát trong từng trường hợp. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Thí nghiệm vật lý 1 (PHYS111202)
Trường: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Thông tin:
Tác giả:
Thông tin :
Môn:
Thí nghiệm vật lý 1 (PHYS111202)
Trường:
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Tác giả:
Tài liệu liên quan:
Preview text:
Ngày 06 tháng 10 năm 2023 Phòng thí nghiệm: A5-402A Họ và tên SV Nhóm: 4 Nhận xét của GV 1.Cao Ngọc Đỉnh Thứ: 6 2.Nguyễn Tuấn Kiệt Tiết: 2-3 3.Trần Thị Bích Linh
Bài thí nghiệm số 7
KHẢO SÁT LỰC MA SÁT
1. Mục đích bài thí nghiệm:
Trong thí nghiệm này, tiến hành khảo sát sự phụ thuộc của ma sát nghỉ, ma sát trượt và ma sát lăn
vào áp lực, diện tích và bề mặt tiếp xúc giữa vật và mặt phẳng chuyển động. Dựa vào quy luật biến
đổi của lực ma sát đối với trọng lượng vật, ta có thể suy ra giá trị hệ số ma sát trong từng trường hợp. 2. Bảng số liệu:
2.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát sự phụ thuộc của lực ma sát nghỉ fs và lực ma sát trượt f kvào trọng
lượng của vật và chất liệu tiếp xúc (lấy g = 9,81 m/s ). 2
Bảng 1: Sự phụ thuộc của lực ma sát nghỉ fs và lực ma sát trượt fk vào trọng lượng của vật Bề mặt nhựa Bề mặt gỗ Fg(N) fs(N) fk(N) fs(N) fk(N) 1.6 2.5 1.0 1.1 0.8 2.58 3.2 1.9 1.9 1.2 3.56 4.2 2.5 2.4 1.7 4.54 4.7 3.0 3.0 2.3 5.52 5.2 4.0 3.8 2.9 6.5 6.0 5.2 4.5 3.2
Vẽ đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn lực ma sát vào trọng lượng, trong đó trục hoành biểu
diễn trọng lượng F của vật, trục tung biểu diễn lần lượt các lực ma sát f g
∆ f =∆ f =γ √(∆max )2+(ω)2=1.8 )2+(0.1)2=0.085 ht α √(0.1 3 3 3 3
Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn
lực ma sát vào trọng lượng 7 6 ) 5 Fg(N 4 ợng 3 lư ng 2 Trọ 1 01 2 3 4 5 6 7 Các lực ma sát F(N) Fs bề mặt nhựa Linear (Fs bề mặt nhựa) Fk bề mặt nhựa Linear (Fk bề mặt nhựa) Fs bề mặt gỗ Linear (Fs bề mặt gỗ) Fk bề mặt gỗ Linear (Fk bề mặt gỗ) *Bề mặt nhựa: 6.0 2.5 − μ =tan α = =0.71 4 s nhựa 6.5−1.6 5.2−1.0 μ =tan β = =0.857 k nhựa 6.5−1.6 *Bề mặt gỗ: 4.5−1.1 μ =tan α = =0.69 4 s gỗ 6.5−1.6 3.2−0.8 μ =tan β = =0.490 k gỗ 6.5−1.6
2.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát sự phụ thuộc của lực ma sát nghỉ fs và lực ma sát trượt f kvào diện tích tiếp xúc.
Bảng 2: Sự phụ thuộc của lực ma sát nghỉ fs và lực ma sát trượt fk vào diện tích tiếp xúc Fg(N) A(m2) fs(N) fk(N) Mặt nhỏ: 0.12x0.03 2.2 1.5 3.56 Mặt lớn: 0.12x0.06 2.4 1.7 Mặt nhỏ: 0.12x0.03 2.8 1.9 4.54 Mặt lớn: 0.12x0.06 3.0 2.3 Mặt nhỏ: 0.12x0.03 3.5 2.5 5.52 Mặt lớn: 0.12x0.06 3.8 2.9
Vẽ đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn lực ma sát vào trọng lượng, trong đó trục hoành biểu
diễn trọng lượng F của vật, trục tung biểu diễn lần lượt các lực ma sát f g
∆ f =∆ f =γ √(∆max )2+(ω)2=1.8 )2+(0.1)2=0.085 ht α √(0.1 3 3 3 3
Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn lực ma sát vào trọng lượng 4 3.5 3 ) 2.5 Fs(N 2 sát 1.5 1 lực ma ác 0.5 C 03 3.5 4 4.5 5 5.5 6 Trọng lượng Fg(N) Fs mặt nhỏ Linear (Fs mặt nhỏ) Fs mặt lớn Linear (Fs mặt lớn) 3.5−2.2 μ =tan α = =0.663 s nhỏ 5.52−3.56 3.8−2.4 μ =tan β = =0.714 s lớn 5.52−3.56
Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn lực ma sát vào trọng lượng 3.5 3 2.5 ) (N 2 Fk 1.5 sát 1 lực ma 0.5 ác C 03 3.5 4 4.5 5 5.5 6 Trọng lượng Fg(N) Fk mặt nhỏ Linear (Fk mặt nhỏ) Fk mặt lớn Linear (Fk mặt lớn) 2.5 1.5 − μ =tan α = =0.510 k nhỏ 5.52−3.56 2.9−1.7 μ =tan β = =0.612 k lớn 5.52−3.56
2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát sự phụ thuộc của lực ma sát lăn fr vào trọng lượng của vật.
Bảng 3: Sự phụ thuộc của lực ma sát trượt fk và lực ma sát lăn fr vào trọng lượng của vật Bề mặt nhựa Fg(N) fk(N) fr(N) 3.04 4.1 0.10 4.02 4.4 0.13 5.00 4.8 0.15 5.98 5.4 0.19
Vẽ đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn lực ma sát vào trọng lượng, trong đó trục hoành biểu
diễn trọng lượng F của vật, trục tung biểu diễn lần lượt các lực ma sát f g
∆ f =∆ f =γ √(∆max )2+(ω)2=1.8√( 0.1)2+(0.1)2=0.085 ht α 3 3 3 3 5.4 4.1 − μ =tan α = =0.442 k nhựa 5.98−3.04 0.19 0.10 − μ =tan β = =0.031 r nhựa 5.98−3.04
Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc giữa độ lớn lực ma sát vào trọng lượng 6 5 4 (N) sát 3 ma ực 2 ác l C 1 02.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 Trọng lượng Fg(N) Bề mặt nhựa Fk(N)
Linear (Bề mặt nhựa Fk(N)) Bề mặt nhựa Fr(N)
Linear (Bề mặt nhựa Fr(N))
2.4. Từ đồ thị, xác định hệ số góc của đường thẳng để suy ra hệ số ma sát nghỉ µs, hệ số ma sát
trượt µ và hệ số ma sát lăn µ k
r giữa vật và mặt phẳng ngang: Thí nghiệm Chất liệu µs µk µr Nhựa 0.714 0.857 Thí nghiệm 1 Gỗ 0.694 0.490 Gỗ mặt nhỏ 0.663 0.510 Thí nghiệm 2 Gỗ mặt lớn 0.714 0.612 Thí nghiệm 3 Nhựa 0.442 0.031
2.5. Nhận xét, kết luận:
- Hãy so sánh giá trị hệ số ma sát nghỉ, hệ số ma sát trượt và hệ số ma sát lăn từ kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét?
Giá trị μ thường lớn hơn, vì vậy cần một lực ban đầu lớn hơn để vật thể bắt đầu chuyển động so với s
việc giữ vật thể ở trạng thái tĩnh. Giá trị μ thường nhỏ hơn μ vì việc duy trì chuyển động đòi hỏi ít k s
lực hơn so với việc bắt đầu chuyển động. Giá trị μ thường nhỏ hơn cả μ và μ . Hệ số ma sát lăn r s k
thấp hơn vì chuyển động lăn giúp giảm lực ma sát so với chuyển động trượt.
- Lực ma sát phụ thuộc vào những yếu tố nào? Làm thế nào để giảm ma sát?
Lực ma sát phụ thuộc vào nhiều yếu tố như trạng thái bề mặt, áp lực tiếp xúc, loại vật liệu, nhiệt độ
và diện tích tiếp xúc. Để giảm ma sát, người ta có thể áp dụng chất bôi trơn, mài mòn bề mặt, sử
dụng vật liệu có đặc tính ma sát thấp, giảm áp lực tiếp xúc, thiết kế tối ưu hơn và sử dụng vật liệu tự chống mài mòn.