Statisk og dynamisk
gnidning med Lab Quest ( og Logger Pro)
Formål:
Formålet med øvelsen er
- at undersøge sammenhængen mellem den statiske
gnidningskraft og vægten af
objektet.
- at bestemme den statiske og den dynamiske
gnidningskoefficient for forskellige
underlag
- at
bestemme den dynamiske gnidningskrafts afhængighed af vægten.
- Der gælder . Dette vil vi gerne eftervise
Hvis underlaget er vandret er størrelsen af
normalkraften lig størrelsen af tyngdekraften, men retningen er modsatrettet.
Apparatur
Lab Quest og Computer med Logger Pro 3.6.0 eller nyere, USB
kabel til computer, Kraftsonde ( Dual Range Force Sensor), snor,
Klods
med krog og forskellige underlag, lodder
Udførelse
af forsøget
Max
statisk gnidning og dynamisk gnidning
1.
Bestem massen af klodsen, noter det i skemaet nedenfor.
2. Forbind Force Sensoren til CH 1 på Lab Quest’en.
Dual-Range Force Sensorens område skal sættes til ±10N .
3. (Forbind Lab Questen til
computeren hvis du benytter en computer)
4. Hvis CH 1 viser Force Sensor og alting
virker, så gå til næste trin, ellers skal Lab Questen sættes op manuelt vælg
Dual-Range Force Sensoren på CH1.
6. Vælg Rate 100 samples , length 20 sek interval
0.01sek/sample.
(Logger Pro:
vælg Experiment, Data Collection)
7. I skal starte med
at nulstille kraftsonden. Vælg Sensors, Zero, Dual range
Force,
Fjern belastningen fra kraftsonden, vælg
Zero.
(Logger Pro: vælg Experiment, Zero, Dual Range Force)
6. Bind snoren til klodsen og kraftsonden. Placer
7. Hold kraftsonden klar til at trække, men
uden at trække.
8. Tast på pilenfor at
begynde dataopsamlingen.
Vent til Lab Quest’en viser graf skærm.
Begynd så at trække.
Sørg for både at have starten og det senere forløb med.
9. Betragt jeres graf. G
Vi vil nu måle den maksimale statiske og den dynamiske gnidning.
10. Maksimalværdien for kraften aflæses, denne fås når klodsen starter med at
glide, Noter denne som den
maksimale statiske gnidningskraft i tabellen.
11. Dernæst
skal I finde gennemsnits værdien af gnidningskraften under bevægelsen med
konstant hastighed.
Vælg Analyze, statistics , Force. Vælg et passende interval med de to markører,
aflæs middeltallet i skemaet til højre.
12 Hvis I kun benytter Lab Quest skal I læse graferne over på computeren med Logger Pro. Print jeres grafer ud.
Vi vil undersøge sammenhængen
mellem gnidningskraften og normalkraften.
Ved at ændre massen af klodsen ovenpå,
ændrer vi normalkraften.
Figure 1
14. Gentag 7-12 ovenfor med forskellige masser oven
på klodsen, og uden masse på klodsen. Få tegnet en (tid, kraft) graf igen
15. Gentag
7-14 og vend nu klodsen så der er andre underlag.
Gentag ovenstående og noter data i tabellen.
Data TabELLer
Max statisk
gnidning og kinetisk gnidning
max statisk gnidningskraft, underlag træ, klods varierer
Total
masse (kg) |
Normal
kraft (N) |
Gnidningskraft
(N) Forsøg 1 |
Gnidningskraft
(N) Forsøg 2 |
Gnidningskraft
(N) Forsøg 3 |
Gnidningskraft
(N) Forsøg 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dynamisk gnidning, underlag træ, klods varierer
Total
masse (kg) |
Normal
kraft (N) |
Gnidningskraft
(N) Forsøg
1 |
Gnidningskraft
(N) Forsøg 2 |
Gnidningskraft
(N) Forsøg 3 |
Gnidningskraft
(N) Forsøg 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Behandling af måledata
1. Der
gælder og fordi vi ikke er på et skråplan
2. Lav lineær regression på hver
måleserie og bestem for hver måleserie
gnidningskoefficienten μ
Statisk gnidning
Gnidningskoefficient Forsøg
1 |
Gnidningskoefficient Forsøg 2 |
Gnidningskoefficient Forsøg 3 |
Gnidningskoeficient Forsøg 4 |
|
|
|
|
Dynamisk gnidning
Gnidningskoefficient Forsøg
1 |
Gnidningskoefficient Forsøg 2 |
Gnidningskoefficient Forsøg 3 |
Gnidningskoeficient Forsøg 4 |
|
|
|
|
1.
Sammenlign de statiske og de dynamiske gnidningskoefficienter
2.
Sammenlign gnidningskoeficienterne for de forskellige underlag
3.
Kunne
I eftervise formlen ?
21-05-2008 EH