Bài 16: Thực hành Xác định hệ số ma sát

• Dùng phương pháp động lực học để nghiên cứu lực ma sát tác dụng vào vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng.

• Đo hệ số ma sát trượt, so sánh các giá trị thu được

• Khi một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng với góc \({\alpha _0}\) nhỏ so với phương nằm ngang.

• Khi ta tăng dần độ nghiêng của mặt phẳng \(\alpha  > {\alpha _0}\) thì vật chuyển động trượt với gia tốc a và  \({\mu _t}\) – gọi là hệ số ma sát trượt :

\(a = g(sin\alpha  - {\mu _t}cos{\rm{ }}\alpha )\)

• Bằng cách đo a và \(\alpha \) ta tìm được hệ số ma sát trượt :    \({\mu _t} = \tan \alpha  - \frac{a}{{g\cos \alpha }}\)

• Gia tốc a được xác định bằng công thức : \(a = \frac{{2s}}{{{t^2}}}\)

1. Mặt phẳng nghiêng ( xem như thước dài 1000 mm) có gắn thước đo góc và quả dọi.

2. Nam châm điện gắn ở một đầu Mp nghiêng, có hộp công tắc để giữ và thả vật

3. Giá đở để thay đổi độ cao của mặt phẳng nghiêng nhờ khớp nối.

4. Trụ kim loại.

5. Máy đo thời gian và 2  cổng quang điện E.

6. Thước ba chiều.

1. Đặt máng nghiêng có lắp nam châm điện N và cổng quang điện E lên giá đỡ. Nam châm điện N được lắp ở đầu A của máng nghiêng, nối qua hộp công tắc,  và cắm vào ổ A của đồng hồ đo thời gian nhờ một phích cắm có 5 chân. Nếu đồng hồ đo thời gian được bật điện, ổ A sẽ cấp điện cho nam châm hoạt động. Cổng quang điện E  nối vào ổ B của đồng hồ đo thời gian.

2. Hạ thấp khớp nối để giảm góc nghiêng \(\alpha \), sao cho khi đặt mặt đáy trụ thép lên máng, trụ không thể tự trượt. Điều chỉnh thăng bằng cho máng nghiêng nhờ các chân vít của giá đỡ,  sao cho dây rọi song song với mặt phẳng thước đo góc.

3. Đặt  mặt đáy trụ thép lên mặt phẳng nghiêng. Tăng dần góc nghiêng \(\alpha \) bằng cách đẩy từ từ đầu cao của nó, để trụ thép có thể trượt trên thanh ngang của giá đỡ. Chú ý giữ chắc giá đỡ.

4. Khi vật bắt đầu trượt thì dừng lại, đọc và ghi giá trị \({\alpha _0}\)  vào bảng 1.

5. Đồng hồ đo thời gian  làm việc ở MODE A« B,  thang đo 9,999s. Nhấn khoá K để bật điện cho đồng hồ.

6. Xác định vị trí ban đầu s₀ của trụ thép :  Đặt vật trụ kim loại  lên đầu A của máng nghiêng, sát  với nam châm, mặt đáy tiếp xúc với mặt phẳng nghiêng.  Dùng miếng ke áp sát mặt nghiêng, đẩy ke đến vị trí chạm vào trụ kim loại, để xác định vị trí đầu s0 của trụ trên thước đo. Ghi giá trị s₀ vào bảng 1.                                           

Nới lỏng vít để dịch chuyển cổng quang điện E đến vị trí cách s₀ một khoảng s = 400mm, rồi vặn chặt vít, cố định vị trí cổng E trên máng nghiêng.

7. Lặp lại thí nghiệm 3 lần và ghi các giá trị đo được vào bảng 1.

8. Kết thúc thí nghiệm : Tắt điện đồng hồ đo thời gian

Bài 1:

Lập bảng đo hệ số ma sát . Tính gia tốc a và hệ số ma sát trượt sau mỗi lần đo.

• Viết kết quả đo :  \({\mu _t} = {\bar \mu _t} \pm \overline {\Delta {\mu _t}} \)= ...........................

Hướng dẫn giải:

• Số liệu tham khảo: 

Qua bài giảng Thực hành: Xác định hệ số ma sát này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Nắm vững cơ sở lí thuyết xác định hệ số ma sát trượt bằng bộ thí nghiệm.

• Biết nguyên tắc sử dụng các dụng cụ đo.

• Lắp ráp được thí nghiệm theo phương án đã chọn.

• Biết cách sử dụng đồng hồ đo thời gian hiệu số điều khiển bằng nam châm điện.

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!