گزارش کار آزمایشگاه فیزیک 1 5 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 5

بسمه تعالی

گزارش کار آزمایشگاه فیزیک 1

گروه آزمایش کننده :

1-مهدی خاکی

2-محمود امیرخانی

3-علیرضا رستم زاده

رشته : کارشناسی عمران

آزمایش ضریب اصطکاک

وسایل مورد نیاز :

1- تخته ضریب اصطکاک 2- قطعه چوب مکعب مستطیل شکل 3- کفه وزنه

4- جعبه وزنه

مقدمه نظری :

تجربه نشان می دهد هر گاه سطح جسمی روی سطح جسم دیگر کشیده شود هر یک از دو جسم به دیگری نیرویی به نام نیروی اصطکاک وارد می کنند . این نیرو در خلاف جهت حرکت آن جسم نسبت به دیگری است . در حالت کلی نیروی اصطکاک به صورت رابطه تجربی زیر تعریف می شود :

که در این رابطه ؛ f نیروی اصطکاک ، ضریب اصطکاک و N نیروی عمود بر سطح ( عکس العمل تکیه گاه ) نامیده می شوند .

نیروی اصطکاک میان سطحهای ساکن نسبت به یکدیگر را نیروی اصطکاک ایستایی می گویند ( fs ) بیشینه نیروی اصطکاک ایستایی برابر است با کمترین نیروی لازم برای شروع حرکت جسم .

نیروهای موجود میان سطحهایی را که نسبت به هم حرکت می کنند نیروی اصطکاک جنبشی ( نیروی اصطکاک در حال حرکت ) می نامند . ( fk )

با وجود دو نوع نیروی اصطکاک ، دو نوع ضریب اصطکاک نیز که یکی از آنها ایستایی و دیگری جنبشی است ، وجود دارد . در این آزمایش هدف محاسبه ضریب اصطکاک لغزشی جنبشی و ایستایی می باشد . بنابراین در فرمول بالا با معلوم بودن مقدار نیروی اصطکاک و نیروی عمود بر سطح می توان مقدار ضریب اصطکاک را بدست آورد .

با توجه به شکل 1 وقتی جسم بر روی سطح افقی حرکت می کند مقدار نیروی عمود بر سطح برابر با وزن جسم خواهد بود . ( N = m.g ) . بنابراین برای محاسبه ضریب اصطکاک لغزشی جنبشی می توان نوشت :

با معلوم بودن مقدار fk و N می توان ضریب اصطکاک لغزشی را بدست آورد .

برای سطحی که با افق زاویه می سازد ( سطح شیبدار ) ضریب اصطکاک جنبشی از رابطه زیر محاسبه می شود . این رابطه نشان می دهد که با تغییر زاویه سطح شیبدار مقدار ضریب اصطکاک تغییر می کند بنابراین روش دیگری برای محاسبه ضریب اصطکاک مابین دو سطح را نشان می دهد .

هر چه زاویه زیاد شود ضریب اصطکاک بیشتر می شود .

شرح آزمایش :

آزمایش 1 : محاسبه ضریب اصطکاک بر روی سطح افق :

1- ابتدا به کمک ترازو جرم چوب مکعبی شکل و کفه ها را اندازه بگیرید .

2- سیستم را مطابق شکل سوار کرده ، سپس با افزایش وزنه به داخل کفه

با انگشت ضریه های کوچک و آرامی بر روی سطح افقی بزنید تا جسم شروع به حرکت یکنواخت کند .

3- در لحظه شروع حرکت نیروی وزن وزنه های داخل کفه بعلاوه وزن کفه با نیروی اصطکاک جنبشی برابر است .

بنابراین با کمک رابطه می توان ضریب اصطکاک جنبشی را محاسبه نمود . توجه کنید در اینجا چون مقدار fk بر حسب گرم نیرو و مقدار وزن نیز بر حسب گرم نیرو اندازه گرفته می شود فقط کافیست مقادیر m و fk را در رابطه قرار دهید .

4- حال به ترتیب وزنه های 100 ، 200 ، 300 گرمی را روی مکعب چوبی قرار داده مجدداً مراحل 2 و 3 را تکرار کنید و مقدار را در هر حالت بدست آورید سپس جدول زیر را پر کنید .

توجه کنید در این حالت با افزایش وزنه به روی مکعب مقدار N نیز به اندازه وزن وزنه افزایش می یابد .

N ( grf )

جرم وزنه های داخل کفه + جرم کفه = fk (grf )

چوب روی چوب

مکعب چوبی

185/0

217/0

8/82

( 2 + 16 )

بدون وزنه

180/0

8/182

( 17 + 16 )

با وزنه 100 گرمی

180/0

8/282

( 35 + 16 )

با وزنه 200 گرمی

164/0

8/382

( 47 + 16 )

با وزنه 300 گرمی

آزمایش 2 :

آزمایش فوق را برای حالتی که پارچه روی تخته قرار می گیرد تکرار کنید و نتایج را در جدول زیر یادداشت کنید .

N ( grf )

جرم وزنه های داخل کفه + جرم کفه = fk (grf )

پارچه روی چوب

مکعب چوبی

447/0

489/0

88

( 27 + 16 )

بدون وزنه

441/0

188

( 67 + 16 )

با وزنه 100 گرمی

438/0

288

(110 + 16 )

با وزنه 200 گرمی

420/0

388

( 147 + 16 )

با وزنه 300 گرمی

ضریب اصطکاک را در آزمایش 1 و 2 با یکدیگر مقایسه کنید . چه نتیجه ای می گیرید ؟

- ضریب اصطکاک سطحی که چوب روی چوب است کمتر از ضریب اصطکاک سطحی که پارچه روی چوب است می باشد و نشان می دهد که ضریب اصطکاک به جنس سطح بستگی دارد .

آزمایش 3 :

محاسبه ضریب اصطکاک جنبشی با کمک سطح شیبدار .

سطح شیبداری که زاویه آن از صفر تا 90 درجه تغییر می کند انتخاب کنید . سپس به طریق زیر عمل کنید .

مکعب چوبی را روی سطح شیبدار قرار دهید و به تدریج زاویه سطح را زیاد کنید و به آرامی روی سطح شیبدار ضربه بزنید تا لحظه ای جسم شروع به حرکت نماید .

سپس در مثلثی که بوجود می آید ارتفاع مثلث ( ضلع مقابل به زاویه ) و ضلع مجاور به زاویه را اندازه بگیرید و به کمک رابطه زیر کافیست مقدار تانژانت زاویه مورد نظر یعنی ( ضلع مجاور/ ضلع مقابل ) را محاسبه کنید که همان مقدار ضریب اصطکاک جنبشی می باشد .

این عمل را برای چوب روی چوب و پارچه روی چوب انجام دهید و مقدار ضریب اصطکاک جنبشی آنان را با روش فوق نیز محاسبه کنید . آیا مقادیر بدست آمده در این روش با مقادیر بدست آمده در آزمایش 1 و 2 یکسان است ؟