Experiment P-6 TŘECÍ SÍLA

Podobné dokumenty
SILOVÉ PŮSOBENÍ MAGNETICKÉHO POLE

Experiment P-10 OHMŮV ZÁKON. Sledování vztahu mezi napětím a proudem procházejícím obvodem s rezistorem známého odporu.

Spalování CÍL EXPERIMENTU MODULY A SENZORY POMŮCKY MATERIÁL. Experiment C-5

FOTOSYNTÉZA CÍL EXPERIMENTU MODULY A SENZORY PŘÍSLUŠENSTVÍ POMŮCKY. Experiment B-10

TERMOREGULACE A POCENÍ

C-1 ELEKTŘINA Z CITRONU

Experiment C-8 KYSELÝ DÉŠŤ

pracovní list studenta

Experiment C-15 DESTILACE 1

Experiment C-16 DESTILACE 2

Laboratorní práce č. 3: Měření součinitele smykového tření

TLAK PLYNU V UZAVŘENÉ NÁDOBĚ

TEPLO PŘIJATÉ A ODEVZDANÉ TĚLESEM PŘI TEPELNÉ VÝMĚNĚ

ZAPOJENÍ REZISTORŮ ZA SEBOU

GRAVITAČNÍ SÍLA A HMOTNOST TĚLESA

ZAPOJENÍ REZISTORŮ VEDLE SEBE

HYDROSTATICKÝ PARADOX

CO OČI NEVIDÍ POMŮCKY NASTAVENÍ MĚŘICÍHO ZAŘÍZENÍ. Vzdělávací předmět: Fyzika. Tematický celek dle RVP: Elektromagnetické a světelně děje

BARVA POVRCHU TĚLESA A SVĚTLO

HYDROSTATICKÝ TLAK. 1. K počítači připojíme pomocí kabelu modul USB.

VZDUCH V MÍSTNOSTI POMŮCKY NASTAVENÍ MĚŘICÍHO ZAŘÍZENÍ. Vzdělávací předmět: Fyzika. Tematický celek dle RVP: Látky a tělesa

Dynamika 43. rychlost pohybu tělesa, třecí sílu, tlakovou sílu ...

Senzor může být připojen ke všem měřícím rozhraním platformy einstein.

Tření a valivý odpor I

TŘENÍ. ve fyzice: je to mechanický odpor (síla) Zdroj: Prof.Ing.Jiří Militský CSc

ATMOSFÉRICKÝ TLAK A NADMOŘSKÁ VÝŠKA

Pracovní list vzdáleně ovládaný experiment. Obr. 1: Hodnoty součinitele odporu C pro různé tvary těles, převzato z [4].

SILOVÉ PŮSOBENÍ MAGNETICKÉHO POLE

TEPLOTA PLAMENE. Cílem pokusu je sledování teploty plamene svíčky pomocí senzoru teplot širokého rozsahu.

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9.

Tření a valivý odpor I

HLUK. Cílem pokusu je měření hladiny hluku způsobeného ohřevem vody v rychlovarné konvici z počáteční teploty do bodu varu pomocí zvukového senzoru.

MĚŘENÍ EMOCIONÁLNÍHO STRESU

Mechanika - síla. Zápisy do sešitu

Laboratorní cvičení z fyziky Pohyb tělesa a tření

pracovní list studenta

Pohyb tělesa po nakloněné rovině

ZADÁNÍ LABORATORNÍHO CVIČENÍ

Průvodce pro přenos dat

1. Pracovní list strana. 2 To co bych měl umět zpaměti

Věra Keselicová. březen 2013

Pracovní list - Laboratorní práce č. 7 Jméno: Třída: Skupina:

23_Otáčivý účinek síly 24_Podmínky rovnováhy na páce 25_Páka rovnováha - příklady PL:

Dynamika. Dynamis = řecké slovo síla

Laboratorní úloha č. 4 - Kmity II

Druhy a charakteristika základních pasivních odporů Určeno pro první ročník strojírenství M/01 Vytvořeno listopad 2012

Pasivní odpory. smykové tření, tření v klínové drážce, čepové tření, vláknové tření, valivý odpor. asi 1,5 hodiny

BIOMECHANIKA. 7, Disipativní síly I. (Statické veličiny, smyková třecí síla, nakloněná rovina, odporová síla)

Newtonovy pohybové zákony

pracovní list studenta

Statika s pasivními odpory čepové, valivé a pásové tření

TŘENÍ A PASIVNÍ ODPORY

VYPAŘOVÁNÍ POMŮCKY NASTAVENÍ MĚŘICÍHO ZAŘÍZENÍ. Vzdělávací předmět: Fyzika. Tematický celek dle RVP: Energie. Tematická oblast: Změny skupenství látek

Sentech AL 7000 C. Instalace a ovládání programu BREATH

PRÁCE, VÝKON, ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 1. ročník - Mechanika

VY_52_INOVACE_2NOV42. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 8.

( ) ( ) Tření a valivý odpor II. Předpoklady: 1210

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

Tření a valivý odpor I

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

ZÁVISLOST OSVĚTLENÍ NA VZDÁLENOSTI OD SVĚTELNÉHO ZDROJE

1) Jakou práci vykonáme při vytahování hřebíku délky 6 cm, působíme-li na něj průměrnou silou 120 N?

Manuál. Návrh dřevěných konstrukcí

Obsah 11_Síla _Znázornění síly _Gravitační síla _Gravitační síla - příklady _Skládání sil _PL: SKLÁDÁNÍ SIL -

Rychlost, zrychlení, tíhové zrychlení

VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

SÍLY A JEJICH VLASTNOSTI. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

Odstředivé a dostředivé zrychlení

Režimy reflektometru Mini-OTDR

Uživatelský manuál SŘHV Online WEB rozhraní pro ZÁKAZNÍKY Srpen 2015 verze 1. 0 VÍTKOVICE STEEL, a.s. vitkovicesteel.com

Digitální učební materiál

Záznam dat Úvod Záznam dat zahrnuje tři základní funkce: Záznam dat v prostředí třídy Záznam dat s MINDSTORMS NXT

2016 Electronics For Imaging, Inc. Informace obsažené v této publikaci jsou zahrnuty v Právní oznámení pro tento produkt.

C.A.T3+ a Genny3 NÁVOD K OBSLUZE. C.A.T³ přijímač - popis

STANOVENÍ TÍHOVÉHO ZRYCHLENÍ REVERZNÍM KYVADLEM A STUDIUM GRAVITAČNÍHO POLE

Internetové technologie, cvičení č. 5

Projekt ŠABLONY NA GVM registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ III-2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Motivace - inovace - zkušenost a vzdělávání

VY_52_INOVACE_2NOV47. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 7.

VY_52_INOVACE_2NOV51. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 8.

Hydromechanické procesy Hydrostatika

IRISPen Air 7. Stručná uživatelská příručka. (ios)

Doporučený návod na síťovou instalaci programu Aconto SQL 11.5

Individuální nastavení počítače

Nápověda k modulu FieryMeasure

Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Brzdné síly Číslo DUM: III/2/FY/2/1/18 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Fyzikální

IRISPen Air 7. Stručná uživatelská příručka. (Android)

Digitální mikroskop s kamerou 2MP USB 1000X 8 LED + pohyblivý stojánek

Obvod střídavého proudu s kapacitou

Technická měření v bezpečnostním inženýrství. Elektrická měření proud, napětí, odpor

pracovní list studenta

Motivace - inovace - zkušenost a vzdělávání

Uživatelská příručka k zařízení PointWrite

FieryMeasure. Tisk měřicích stránek

Chloridová iontově selektivní elektroda

Pracovní list vzdáleně ovládaný experiment. Obr. 1: Matematické kyvadlo.

Měření součinitele smykového tření dynamickou metodou

Mini PC ITV26. Návod k použití

UŽIVATELSKÁ PŘÍRUČKA PRO HOMEBANKING PPF banky a.s.

Transkript:

Experiment P-6 TŘECÍ SÍLA CÍL EXPERIMENTU Studium vztahu mezi třecí a normálovou silou a koeicientem tření. Sledování změn třecí síly při použití různých povrchů í tělesa. Výpočet součinitelů tření (klidové, smykové) při těchto měnících se podmínkách. MODULY A SENZORY PC + program NeuLog TM USB modul USB 200 senzor síly NUL 211 POMŮCKY dřevěný kvádr s drsným a hladkým povrchem a háčkem nit délky 20 cm závaží o i 1 000 g závaží o i 500 g Poznámka: Uvedené položky jsou součástí sady pomůcek NeuLog MEC-KIT. Experiment P-6: Třecí síla Ver 3.4.3 1

ÚVOD Třecí síla vzniká na styčné ploše obou těles, která jsou v přímém styku, při pohybu jednoho tělesa po povrchu druhého tělesa nebo při uvádění tělesa z klidu do pohybu. Třecí síla směřuje vždy proti směru pohybu tělesa. Její směr je rovnoběžný s povrchem, proto brání relativnímu pohybu obou těles. Třecí síla je závislá na drsnosti povrchu těles a na velikosti normálové (tlakové) síly kolmé k podložce. Třecí sílu lze vyjádřit vzorcem: F t F n Nachází-li se těleso na vodorovném povrchu a nepůsobí-li na něj v kolmém směru žádné další síly, pak se normálová síla rovná tíhové síle, tedy: mg Součinitel tření je poměr mezi třecí a normálovou silou. Součinitel tření nemá jednotku, jelikož je výsledkem podílu dvou sil. Třecí síla závisí na i tělesa (část normálové síly), ale součinitel tření již na i tělesa nezávisí. Závisí pouze na vlastnostech styčných ploch (kvalita, drsnost). Nachází-li se těleso v klidu, pak velikost síly potřebné k uvedení tělesa do pohybu je obvykle větší než síly nutné k udržení tělesa v pohybu. Z tohoto důvodu jsou součinitelé klidového a smykového tření různí. Součinitel klidového tření je vypočítán z maximální hodnoty klidové třecí síly (moment, kdy je uvedeno těleso z klidu do pohybu). Součinitel smykového tření je vypočítán z konstantní třecí síly při pohybu tělesa. V tomto experimentu použijeme senzor síly ke zkoumání třecí síly při různých površích styčných ploch a ech těles. Experiment P-6: Třecí síla Ver 3.4.3 2

POSTUP Příprava experimentu 1. Uspořádání experimentu je znázorněno na obrázku. 2. Na pracovní desku stolu položte dřevěný kvádr tak, aby byl jeho drsný povrch v kontaktu se stolem. 3. Pomocí niti spojte háček kvádru s háčkem senzoru síly. Jejich vzdálenost je přibližně 10 cm. 4. Na kvádr postavte závaží o i 1 kg (1 000 g). Později závaží zvětšíte, abyste mohli sledovat různé typy třecích sil. Experiment P-6: Třecí síla Ver 3.4.3 3

Nastavení senzoru 5. Modul USB 200 připojte pomocí kabelu k PC. 6. K modulu USB 200 připojte senzor síly. Poznámka: Následující unkce programu jsou vysvětleny jen v krátkosti, a proto před zahájením experimentu doporučujeme seznámit se s programovými unkcemi NeuLog TM popsanými v uživatelské příručce. 7. Spusťte program NeuLog TM a zkontrolujte, zda je senzor síly identiikován. Nastavení 8. V liště programu klikněte na ikonu Pokus s připojením. 9. V Okno modulu klikněte na ikonu Nastavení modulu. 10. Na záložce Volby klikněte na ikonu měření síly v tahu a vyberte rozsah 10 N. 11. Klikněte na ikonu Nastavení pokusu a nastavte Délka trvání pokusu 5 sekund, Vzorkování 50 za sekundu. Experiment P-6: Třecí síla Ver 3.4.3 4

Testování a měření Poznámka: Orientace senzoru síly je velmi důležitá. V průběhu celého experimentu držte senzor síly ve stejné poloze. Před každým měřením proveďte kalibraci senzoru síly. 12. Kalibrace: Senzor síly držte ve správné poloze (na stole) a po dobu 3 sekund tiskněte tlačítko na senzoru síly. Alternativním řešením je klepnutí na ikonu Kalibrace na záložce Volby. v Okno modulu 13. Spusťte měření kliknutím na ikonu Spustit pokus v liště programu. 14. Uchopte senzor síly, který stále leží na stole, a pomalu začněte táhnout kvádr ve vodorovném směru. Při překonání určité síly se začne kvádr pohybovat. Kvádrem pohybujte přibližně stejnou rychlostí až do konce měření. Doba, po kterou se zvětšuje působící síla, by měla trvat přibližně jednu sekundu. Měření opakujte, dokud nezískáte hladký průběh grau. 15. Graický výsledek pokusu můžete zvětšit kliknutím na ikonu Optimalizace zvětšení v okně grau nebo umístěním kurzoru myši do bodu nad graem a vybráním celého grau. 16. Váš gra by měl být podobný následujícímu grau. Experiment P-6: Třecí síla Ver 3.4.3 5

17. Gra uložte. 18. Senzor síly měří odpor kvádru proti pohybu neboli třecí sílu. Na začátku grau je třecí síla nulová, jelikož se kvádr nepohybuje. Na kvádr nepůsobí žádná síla. V okamžiku působení tahové síly na kvádr klade kvádr proti směru pohybu odpor a nepohybuje se. V tomto okamžiku je velikost třecí síly rovna velikosti tahové síly a vzniká klidové (statické) tření. Velikost klidové třecí síly nadále roste do určité maximální hodnoty, ze které lze vypočítat součinitel klidového tření podle vzorce: 0 mg Překročením maximální hodnoty klidové třecí síly se začne kvádr pohybovat ve směru působící tahové síly, velikost třecí síly se zmenšuje na konstantní hodnotu. Z této hodnoty lze vypočítat součinitel smykového tření podle vzorce: mg 19. Doporučujeme opakovat každé měření třikrát. 20. V každém měření klikněte na ikonu Zobrazit kurzory. Jeden kurzor nastavte do bodu maximální klidové třecí síly a druhý do bodu, ve kterém nabývá třecí síla konstantní hodnoty. Experiment P-6: Třecí síla Ver 3.4.3 6

21. Ve vzorovém experimentu je maximální klidová třecí síla rovna 5,41 N. Tuto hodnotu dosaďte do vzorce 0 mg a vypočítejte součinitel klidového tření. Třecí síla při pohybu kvádru je 4,14 N. Tuto hodnotu dosaďte do vzorce a vypočítejte součinitel smykového tření. mg V našem měření je celková tělesa Po dosazení mg 1,24 9,8 N 12,15 N m 1,24 kg a 2 g. 9,8 ms Hodnotu klidového (smykového) tření získáte vydělením hodnoty příslušné síly hodnotou. mg povrch kvádru závaží celková maximální klidová třecí síla součinitel klidového tření třecí síla při pohybu tělesa součinitel smykového tření [N] 0 [N] drsný 0,24 1,00 1,24 5,41 0,45 4,14 0,34 5,41 4,14 0 0,45 0, 34 12,15 12,15 22. Vyplňte první řádek tabulky naměřenými a vypočtenými hodnotami. Pokud měření opakujete, použijte průměrné hodnoty. povrch kvádru závaží celková maximální klidová třecí síla součinitel klidového tření třecí síla při pohybu tělesa součinitel smykového tření [N] 0 [N] drsný 1,00 hladký 1,00 drsný 1,50 hladký 1,50 Experiment P-6: Třecí síla Ver 3.4.3 7

23. Kvádr otočte hladkou stranou na pracovní desku stolu a celý experiment opakujte. Bude se lišit třecí síla? Budou se lišit koeicienty tření? 24. Vyplňte druhý řádek tabulky naměřenými a vypočtenými hodnotami. Pokud měření opakujete, použijte průměrné hodnoty. 25. Na kvádr přidejte 500 g závaží a experiment opakujte pro oba povrchy kvádru. 26. Vyplňte třetí a čtvrtý řádek tabulky naměřenými a vypočtenými hodnotami. Pokud měření opakujete, použijte průměrné hodnoty. Experiment P-6: Třecí síla Ver 3.4.3 8

SOUHRNNÉ OTÁZKY 1. Porovnejte získané hodnoty: a) součinitele klidového a smykového tření v každém měření, b) součinitelů tření v závislosti na povrchu kvádru při použití závaží o i 1 kg, c) součinitelů tření u kvádru s drsným povrchem při i závaží 1 kg a 1,5 kg. Rozdíly vysvětlete. 2. Zamyslete se, jak by vypadal náš svět bez tření. Jak by to ovlivnilo naši chůzi? Ovlivnilo by to skluz předmětu po zemi? Experiment P-6: Třecí síla Ver 3.4.3 9