Wyniki naszej pracy
Do wykonania doświadczenia użyliśmy drewnianego i metalowego klocka o masie, odpowiednio 50g i 120g. Zostały one ustawione kolejno na trzech powierzchniach równi pochyłej: papierze ściernym, drewnie, folii aluminiowej. Celem doświadczenia było zbadanie kąta pod jakim dany klocek zacznie się zsuwać z równi co daje możliwość porównania współczynnika tarcia między różnymi materiałami.
Współczynnik tarcia dla wykorzystanych materiałów:
- drewno/ papier ścierny 0.40
- drewno/ drewno 0.50
- stal / drewno 0.40
- stal / papier ścierny 0.30
- Podstawowym celem jaki postawimy sobie przy analizie ruch klocka na równi pochyłej jest wyznaczenie siły wypadkowej działającej na ten klocek, a w dalszej kolejności jego przyspieszenia
Jeżeli siła wypadkowa okaże się równa zero, to oznaczać to będzie, że klocek pozostanie w spoczynku, lub (jeżeli kto go wcześniej pchnął) będzie poruszał się ruchem jednostajnym prostoliniowym. W przypadku gdy siła wypadkowa będzie większa od zera będziemy mogli obliczyć przyspieszenie klocka.
Zastosujemy wtedy II zasadę dynamiki Newtona:
Jakie siły działają na ciało zsuwające się z równi?
- Ponieważ jesteśmy na Ziemi, więc działa siła ciężkości.
Siła ta skierowana jest w dół, a jej wartość zależy od masy klocka (P= m × g).
Gdyby działała tylko ona, to ciało spadałoby swobodnie.
- Siła reakcji podłoża (równi)
Dzięki sile reakcji klocek nie może sforsować kierunku prostopadłego do powierzchni równi.
Wartość siły reakcji jest dokładnie równa wartości składowej siły ciężkości prostopadłej do równi.
Dzięki temu obie siły prostopadłe do powierzchni równi równoważą się i klocek nie przesuwa się wzdłuż kierunku prostopadłego do równi.
- Siła tarcia
Siła ta jest przeciwna do kierunku ruchu, a więc dla klocka zsuwającego się będzie skierowana wzdłuż równi, do góry. Wartość tej siły zależy od współczynnika tarcia klocka o równię.
I to już wszystkie siły! Na ciało działają tylko trzy siły zewnętrzne: ciężkości, reakcji podłoża i tarcia.
Tabela Pomiarowa
| Metal | Drewno | Średni kąt-Metal | Średni kąt-Drewno | |||||
| Papier ścierny | 31 | 30 | 29 | 44 | 40 | 42 | 30 | 42 |
| Drewno | 30 | 31 | 30 | 41 | 39 | 38 | 30 | 39 |
| Folia aluminiowa | 25 | 26 | 24 | 36 | 40 | 34 | 25 | 37 |
