Определение коэффициента трения
Коэффициент трения — это число, которое зависит только от материалов двух поверхностей и почти не зависит от массы тела или площади соприкосновения. Определить его экспериментально можно двумя разными способами — с помощью динамометра или с помощью наклонной плоскости.
Способ 1: Динамометр на горизонтальной поверхности
ИДЕЯ МЕТОДА
Тянем тело динамометром равномерно (без ускорения) — тогда сила натяжения динамометра в точности равна силе трения скольжения: Fтр = μ·N = μ·mg. Отсюда μ = Fтр ÷ (mg).
Шаг 1. Взвесь тело, найди его массу m.
Шаг 2. Прицепи динамометр, тяни тело по поверхности РАВНОМЕРНО (постоянная скорость).
Шаг 3. Считай показание динамометра Fтр.
Шаг 4. Вычисли μ = Fтр ÷ (mg).
Способ 2: Наклонная плоскость и угол начала скольжения
ИДЕЯ МЕТОДА
Постепенно наклоняй плоскость, пока тело не начнёт соскальзывать. В момент начала скольжения коэффициент трения покоя равен тангенсу угла наклона: μ = tg α.
Этот способ не требует ни динамометра, ни весов — достаточно найти угол наклона, при котором тело начинает скользить, что делает его особенно удобным при ограниченном наборе приборов на олимпиаде.
Решение задач
Задача 1. Коэффициент трения через динамометр
Условие: брусок массой 500 г равномерно тянут по столу, динамометр показывает 1,5 Н. Найди коэффициент трения (g = 10 м/с²).
Решение:
μ = Fтр ÷ (mg) = 1,5 ÷ (0,5 · 10) = 1,5 ÷ 5 = 0,3
Ответ: коэффициент трения равен 0,3.
Задача 2. Коэффициент трения через угол наклона
Условие: брусок начинает соскальзывать с наклонной плоскости при угле наклона 30°. Найди коэффициент трения покоя.
Решение:
μ = tg 30° ≈ 0,577
Ответ: коэффициент трения покоя приблизительно равен 0,58.
Краткий итог
ГЛАВНОЕ
Коэффициент трения можно найти либо через динамометр при равномерном движении (μ=Fтр/mg), либо через угол начала скольжения на наклонной плоскости (μ=tg α) — второй способ не требует взвешивания тела.
Вопросы и ответы
Оцените урок:
