Bestemmelse af gnidningskoefficient.

 

 

 

 

Forsøgsgang:

Når loddet B slippes begynder systemet bestående af klodsen A og loddet B at accelerere.

Efter et stykke tid rammer B gulvet og stopper brat.

A fortsætter et stykke tid, men bremses dog hurtigt på grund af gnidningskraften.

Vi har klodser med forskelligt underlag: træ, gummi, sandpapir eller filt. Forsøget er lettest at udføre med træ mod træ.

Hvis I vælger gummi, filt eller sandpapir skal i have lidt større masse ved lod B end hvis I vælger træ.

Vælger i f.eks. gummi mod træ, kan der fås en pæn graf

med 600g ved lod B.

Mål højden h , som lod B er over gulvet.

Bestem massen af klods A og loddet B.

Eksperimentet udføres og timerstrimlen analyseres.

Den første del af strimlen, af længden h, er Etape 1.

Her accelereres både klodsen og loddet. Resten af strimlen er

etape 2.

Mål nu på timerstrimlen for hvert 0.1 sek (dvs efter hvert 10.

mellemrum) . Mål hastigheden v til tiden t, ( mål afstanden mellem nabopunkterne til højre og venstre og divider det fundne tal med 0.02 ) Mål afstanden s til tiden t (afstanden fra strimlens start hen til punktet)

Indføj måletallene i følgende skema

 

Etape 1
t/sek 0.1 0.2              
v/ m/s                  
s/m                  

Etape 2
t/sek                  
v/ m/s                  
s/ m                  

 

1) Tegn nu to grafer: Tegn en (t,s) graf og en (t,v) graf.

2) Benyt (t,v) grafen til at bestemme accelerationen a1 i etape 1 og accelerationen a2 i etape 2.

3) Tyngdekraften på lod B og gnidningskraften på klods A er de eneste kræfter der påvirker systemets acceleration.

Der gælder, at gnidningskraften ved gnidning på en vandret flade med tilnærmelse er givet ved

Fgnid = µ Fty

hvor µ kaldes gnidningskoefficienten.

Fty er tyngdekraften.

Gnidningskraften er modsat rettet bevægelsesretningen.

Indtegn de to kræfter på figuren.

4) Angiv systemets samlede masse M=MA+MB

5) Ifølge Newton's 2 lov gælde Fres = m a , hvor m er den accelerende masse, a er accelerationen og Fres er den resulterende kraft.

Angiv et udtryk for den resulterende kraft.

6) Betragt nu etape 1. Argumenter for ligningen

M a1 = MB g - µ MA g

7) Betragt nu etape 2. Argumenter for ligningen

MA a2 = - µ MA g

8) Benyt ligningen fra etape 1 til at udlede formlen:

9) Beregn µ ud fra denne formel

10) Benyt ligningen fra etape 2 til at udlede formlen:

11) Beregn µ ud fra formlen i 10)

12) Beregn gennemsnittet af de to værdier for µ.

Sammenlign evt med tabelværdier.