Determinarea coeficientului de frecare

1. Teoria lucrarii :

Forta de frecare este forta care apare in urma interactiunii dintre corpuri la contactul dintre cele doua corpuri.

Legile frecarii:

Forta de frecare la alunecare nu depinde de marimea suprafetei de contact dintre corpuri.

Forta de frecare la alunecare depinde direct proportional de natura corpurilor aflate in contact. Marimea care ne da date despre natura suprafetelor aflate in contact se noteaza cu litera m ( miu ) si poarta denumirea de coeficient de frecare. Coeficientul de frecare e o marime fizica care nu are unitate de masura, adica este adimensionala.

Forta de frecare la alunecare depinde direct proportional de normala la suprafata de contact.

Miscarea unui mobil este influentata, dupa cum am vazut in laborator, de actiunea fortelor. In randul lor se numara si fortele de frecare ce se manifesta la deplasarea mobilului pe o anumita suprafata. In regiunea de contact se exercita actiuni asupra mobilului, care se opun miscarii sale. Fortele care apar in regiunea de contact si care se opun miscarii au fost numite forte de frecare. Prin urmare fortele de frecare au intotdeauna un sens opus sensului deplasarii corpului.

Datorita faptului ca fortele de frecare apar intotdeauna cand un corp se misca, inseamna ca in practica miscarea rectilinie si uniforma a acestuia nu se poate efectua in virtutea inertiei, ci doar datorita unei forte de tractiune egala si de sens contrar cu forta de frecare Ff

Exista 3 posibilitati :

Daca F_f >G_t  corpul nu se misca ;

Daca F_f = G_t are loc o miscare rectilinie uniforma ;

Daca F_f < G_t are loc o miscare rectilinie uniforma variata, miscare accelerata

G_t = G · sin. α

F_f = mGn

a =  =G (sin.α - μ · cos.α )

2. Materiale folosite in laborator :

corp-guma;

plan inclinat-placaj;

raportor pentru a masura unghiu

3.Mod de lucru :

Sa consideram un corp ( guma ),care aluneca pe suprafata altui corp (placaj ).

Cele doua suprafete in contact, oricat de bine ar fi lustruite mai au inca asperitati pe care, chiar daca nu le vedem cu ochiul liber la putem vedea la microscop.

Asperitatile acestea constituie tot atatea piedici si corpul, daca nu este in stare sa le sara, sa le rupa, sa le indoie, va ramane in repaus. Alunecarea intampina deci o forta de opunere, pe care o numim frecare si forta tangentiala minima, in stare sa scoata corpul din repaus este, evident egala si opusa ca sens acestei frecari.

Forta de frecare actioneaza tangential si se opune alunecarii unui corp, pe o suprafata data.

Este de asemenea evident ca, atata vreme cat forta de frecare este exact compensata de forta exterioara aplicata, corpul nu se mai poate misca decat uniform, odata scos din repaus.

Daca forta exterioara depaseste frecarea, diferenta lor va servi ca sa accelereze miscarea.

Coeficientul de frecare poate fi determinat cu ajutorul dispozitivul experimental de mai sus unde un corp de greutate cunoscuta poate sa alunece pe un plan inclinat.

Daca marim treptat inclinatia planului, pana cand corpul se misca uniform la vale, realizam conditia ca forta tangentiala G_t, care apare prin descompunerea greutatii proprii a corpului, sa fie egala cu forta opusa de frecare F_f.

Pe de alta parte, corpul apasa pe plan cu forta normala G_n si din figura se vede imediat ca raportul dintre intensitatile fortei de frecare si fortei normale este :

μ=Ff / Gn=tg. a

Cand corpul se misca uniform si regulat pe planul inclinat, masuram unghiul format de plan cu masa de lucru (care este dreapta) . Acest unghi il notam cu α. Dupa ce facem trei determinari ale acestui unghi, si trecem aceste valori in tabel, calculam tg. α care este egala cu μ. Dapa ce aflam μ facem media intre cele trei valori si trecem in tabel ca "μ mediu".

4.Tabelul :

5.Surse de erori:

-masurarea gresita a unghiului α ;

-aproximarea calcularii tga

-suprafata planului  nu are aceeasi rugozitate ;

6.Concluzii :

Relatia m=Ff /Gn este aproximativa deoarece in realitate coeficientul de frecare depinde de viteza relativa dintre suprafete. Din experienta efectuata am observat ca este mai greu sa scoatem corpul din repaus, decat sa-i

intretinem miscarea dupa ce a pornit. Aceasta inseamna ca m este mai mare atunci cand incepe miscarea, scazand ulterior, pe masura ce viteza creste.

Deoarece fortele de frecare sunt in cele mai multe cazuri daunatoare, in tehnica se utilizeaza lubrifianti pentru micsorarea acestora.

Intocmit;

ALDOIU DANIEL