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 1 kg loddet på klodsen. Øv jer lidt i at trække klodsen så bevægelsen følger en ret linje, trækket må ikke være skråt (overvej). Træk blidt, øg trækket til klodsen bevæger sig langsomt, træk så bevægelsen har konstant hastighed.

7. Hold kraftsonden klar til at trække, men uden at trække.

8. Tast på pilen for 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. Gentag om nødvendigt.

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.

13. 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 træ mod træ

Gnidningskraft (N) Forsøg 2 gummi

Gnidningskraft (N) Forsøg 3 filt

Gnidningskraft (N) Forsøg 4 sandpapir

Dynamisk gnidning, underlag træ, klods varierer

Total masse (kg)

Normal kraft (N)

Gnidningskraft (N) Forsøg 1 træ mod træ

Gnidningskraft (N) Forsøg 2 gummi

Gnidningskraft (N) Forsøg 3 filt

Gnidningskraft (N) Forsøg 4 sandpapir

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 træ mod træ

Gnidningskoefficient Forsøg 2 gummi

Gnidningskoefficient Forsøg 3 filt

Gnidningskoeficient Forsøg 4 sandpapir

Dynamisk gnidning

Gnidningskoefficient Forsøg 1 træ mod træ

Gnidningskoefficient Forsøg 2 gummi

Gnidningskoefficient Forsøg 3 filt

Gnidningskoeficient Forsøg 4 sandpapir

1. Sammenlign de statiske og de dynamiske gnidningskoefficienter

2. Sammenlign gnidningskoeficienterne for de forskellige underlag

3. Kunne I eftervise formlen ?

21-05-2008 EH