Определение коэффициента трения почвы по различным поверхностям

Время 1час

Содержание работы:

1.Определить углы трения и коэффициенты трения почвы по стале, дерево и стекло.

Указания к работе:

Рассмотрим частицу весом G, лежащую на поверхности (рис.1). В этом случае реакция опоры N=G и частица почвы находится в состоянии равновесия. Предпложим теперь, что, помимо силы на частицу еще действует горизонтальная сила Р, стремящаяся сдвинуть частицу по поскости. Состояние покоя не будет нарушено до тех пор, пока сила Р, не превзойдет некоторой определенной величины Р₀, т.е. Р ≥ Р₀. Силу Р₀=F₀ называют силой трения скольжения.

Для определения силы трения скольжения пользуются упрощоной формулой:

F= f*N (1)

где f – коэффициент трения скольжения.

Более точное уравнение для определения силы трения имеет следующий вид:

F=α*S_ф+β*N,

где α, β – константы трения;

S_ф – действительная площадь поверхности соприкосновения трущихся тел;

N – сила нормального давления.

Благодаря наличию трения, сила N ¹ (равнодействующая сил)

оказывается отклоненной от направления нормали на угол φ, называемый углом трения:

Из уравнения I имеем:

тогда:

tgφ=f, (2)

Для определения коэффициента трения скольжения существуют различные методы.

Рассмотрим способ определения коэффициента трения скольжения с помощью горки Щучкина, т.е. с помощью наклонной плоскости (рис.2).

Суть способа заключается в том, что плоскость "ав" поднимают на такой угол ά, чтобы частица двигалась с равномерной скоростью. Этот угол математически выглядит так:

m*g*sinα = F = f*N = tgφ*m*g*cosα,

g = 9,8 м/с² - ускорение свободного падения,

или же tgα = tgφ, (3)

откуда α = φ