POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI FILIA W JELENIEJ GÓRZE			SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 11 TEMAT: Pomiar współczynnika tarcia tocznego metodą wahadła nachylnego
Imię i nazwisko: Rafał Bonna			Numer kolejny ćwiczenia: 2	Zaliczenie
Grupa: 3	Wydział: Elektroniki	Rok: pierwszy	Data wykonania ćwiczenia: 3.03.2000

Wprowadzenie teoretyczne:

Siła tarcia nazywamy siłę, powstającą podczas zetknięcia powierzchni dwóch ciał i przeciwdziałającą ich względnemu przesunięciu. Siła tarcia jest przyłożona wzdłuż powierzchni styku ciał i zawsze skierowana przeciwnie do ich prędkości względnej

Tarciem zewnętrznym nazywamy styczne oddziaływanie między powierzchniami dwóch stykających się ciał stałych. Jeżeli ciała te są względem siebie nieruchome, to mówimy o tarciu spoczynkowym (lub statycznym). W przypadku względnego przesuwania się ciał mówimy o tarciu suwnym lub kinetycznym.

Tarcie suwne

Siła tarcia zależy od siły nacisku oraz jakości obróbki trących o siebie powierzchni. . Tarcie suwne nie zależy od pola powierzchni zetknięcia i w małym stopniu zależy od prędkości względnej obu stykających się ciał. Dlatego możemy ją obliczyć ze wzoru:

gzie
jest współczynnikiem tarcia suwnego.

Tarcie to powstaje w wyniku mikrościnania (ścierania) się oraz ogrzewania się trących o siebie powierzchni. Charakter ścierania jest określony przez stan stykających się powierzchni- stopień ich chropowatości, twardości, wytrzymałości itp.

Tarcie toczne

Siła tarcia tocznego jest mniejsza niż tarcia suwnego. Siła ta jest proporcjonalna do normalnej siły nacisku i odwrotnie proporcjonalna do promienia walca lub kuli.

N - siła nacisku

r- promień toczącego się ciała

f_d - współczynnik tarcia tocznego

Metoda badawcza:

Określenie współczynnika tarcia tocznego opiera się na odczynie wzrokowym zmian kąta po założonych ilościach wahnięć.

Wartość współczynnika tarcia tocznego wyliczamy ze wzoru:

, gdzie:

R - promień kuli

- kąt początkowy wychylenia wahadła

- kąt odczytany po „n” pełnych wahnięciach wahadła

n - liczba pełnych wahnięć wahadła

- kąt pochylenia wahadła odczytany na skali bocznej

Dyskusja błędów i wnioski:

Wyniki wszystkich obliczeń zostały umieszczone w tabelach

Liczba wahnięć wahadła została ustalona na 10. Początkowy kąt wychylenia 10⁰-czyli 0,174533 rad

Błąd współczynnika tarcia został wyznaczony metodą różniczki zupełnej

Przykładowe obliczenia

Podany wynik różni się nieco od wyniku z tabeli dlatego, że wszystkie obliczenia umieszczone w tabelach były dokonane za pomocą arkusza kalkulacyjnego z dużo większą dokładnością niż dysponuje kalkulator.

Wielkością, która w największym stopniu wpływała na dokładność wyników pomiarów był kąt wychylenia wahadła po 10 pełnych wahnięciach. Wielkość ta była obarczona największym błędem gdyż odczytywana była w trakcie ruchu wahadła. Błąd odczytu tej wielkości byłby mniejszy gdyby możliwe było zatrzymanie wahadła po określonej licznie pełnych wahnięć w maksymalnym wychyleniu.