هدف آزمایش:
1-اندازه گیری ضریب ایستایی بین اجسام با استفاده از سطح افق
2-اندازه گیری ضریب جنبشی بین اجسام با استفاده ازسطح افق
وسایل آزمایش:
صفحات چوبی-فلزی-موکت-کاغذ- ترازو و وزنه در اندازه های متفاوت که دقت وسایل آزمایش در جدول 1-5 ذکر شده است.
جدول (1-5)
|
وسایل ازمایش |
دقت وسیله g |
|
ترازو |
1/0 |
|
نیرو سنج |
10 |
تئوری آزمایش:
وقتی یک جسم روی جسم دیگر میلغزد نیروی مقاومی در سطح تماس دو جسم و درخلاف جهت حرکت آنها پدید می آید که این نیرو را نیروی مالشی می نامند.
هر گاه جسمی به جرم m روی سطح افقی قرار داشته باشد وهیچ نیرویی برای جابه جایی به آن وارد نشود، در این صورت نیروی مالش وارد جسم نیز صفر است وجسم فقط تحت تاثیر دو نیروی عمودیn وw قرار دارد که برایند انها صفر است.
N
(شکل 1-5)
W
رابطه ی 5-1:
12fy=0 →N-W=0 →N=W'>
اگر نیروی محرک به جسم وارد شود و جسم همچنان ساکن باشد نیروی مالشی که جهت آن مخالف با نیروی وارده اما اندازه ی آن برابر با نیروی وارده است که در امتداد فصل مشترک دو سطح بر جسم وارد میشود که مقدار ماکزیمم fs برای حالت سکون جسم موقعی است که مقدار آن برابر نیروی محرک باشد حال اگر اندازه نیروی محرک را به مقدار بسیار جزئی افزایش دهیم جسم شروع به حرکت میکند.
نیروی مالشی که تا لحظه شروع حرکت بین دو جسم وجود داشت نیروی مالش ایستایی(ایستاتیک) می گویند اما به مجرد حرکت جسم این نیروی مالشی به نیروی مالشی لغزشی تبدیل شده که مقدارش نسبت به نیروی ایستایی کمتر است.
شرح آزمایش:
12خ¼s=fsN=TN=P1N'>برا ی اندازه گیری ضریب مالش بر روی سطح افق ابتدا صفحه ی چوبی را با تراز بنایی تراز می کنیم به طوری که سطح آن کاملا" افقی باشد .جرم اجسامی را که می خواهیم ضریب مالشی آنها را با صفحات چوبی، فلزی، کاغذی و ... معین می کنیم. و با ترازو اندازه می گیریم آزمایش را به این گونه انجام می دهیم که یکی از اجسام مثلا" مکعب مستطیل چوبی را روی صفحه ی افقی مثلا" چوبی قرار می دهیم. نیروسنج را به صورت افقی و موازی با سطح به مکعب مستطیل چوبی چنان قلاب می کنیم تا نیروسنج افقی بایستد. و نیروسنج را می کشیم تا مکعب در آستانه ی حرکت قرار گیرد. در این صورت ضریب مالشی ایستایی از رابطه ی :
(2-5(
عددنیروسنج: P1
نیروی عمود بر سطح که برابر وزن مکعب W است= N
که مقادیر اندازه گیری شده توسط نیروسنج در جدول (2-5) ذکر شده اند.
|
شماره آزمایش |
جنس سطوح |
W |
12Fs'>
|
Fk |
12خ¼s'>
|
12خ¼k'>
|
|
1 |
چوب- چوب |
مکعب |
160 |
138 |
69/0 |
0/61 |
|
2 |
چوب- فلز |
مکعب |
60 |
50 |
26/0 |
21/0 |
|
3 |
چوب- موکت |
مکعب |
140 |
120 |
60/0 |
51/0 |
|
4 |
چوب- کاغذ |
مکعب |
150 |
130 |
73/0 |
65/0 |
|
5 |
چوب- چوب |
مکعب+ وزنه g100 |
210 |
120 |
0/65 |
0/57 |
|
6 |
چوب- فلز |
مکعب+ وزنه g100 |
70 |
60 |
21/0 |
18/0 |
|
7 |
چوب- موکت |
مکعب+ وزنه g100 |
160 |
150 |
48/0 |
45/0 |
|
8 |
چوب- کاغذ |
مکعب+ وزنه g100 |
230 |
220 |
69/0 |
0/66 |
|
9 |
چوب- چوب |
مکعب+ وزنه g150 |
260 |
218 |
68/0 |
0/57 |
|
10 |
چوب- فلز |
مکعب+ وزنه g150 |
40 |
30 |
10/0 |
07/0 |
|
11 |
چوب- موکت |
مکعب+ وزنه g150 |
190 |
160 |
49/0 |
41/0 |
|
12 |
چوب- کاغذ |
مکعب+ وزنه g150 |
310 |
233 |
71/0 |
0/61 |
|
13 |
چوب- چوب |
مکعب+ وزنه g200 |
260 |
233 |
60/0 |
0/54 |
|
14 |
چوب- فلز |
مکعب+ وزنه g200 |
110 |
60 |
25/0 |
13/0 |
|
15 |
چوب- موکت |
مکعب+ وزنه g200 |
210 |
176 |
48/0 |
41/0 |
|
16 |
چوب- کاغذ |
مکعب+ وزنه g200 |
360 |
350 |
83/0 |
0/81 |
جدول(2-5)
N در مکعب g0/232 است. در مکعب + وزنه 100 گرمی = g0/332 است.
در مکعب + وزنه 150گرمی= g0/382 است. در مکعب + وزنه 0/ 200 گرمی=
g0/432 است.
مقادیر اصطکاک ایستایی و اصطکاک لغزشی را از روابط زیر بدست می آوریم:
12خ¼s=fsN'>و 12iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAEgAAAAxCAIAAAD2ongZAAAAAXNSR0IArs4c6QAAAAlwSFlzAAAO xAAADsQBlSsOGwAAArJJREFUaEPtmjtywjAQQE3uYBdpUmdMkUvgocsdMvgC0OQINHABmNwhHQOX SAFDnYbCPoSjXdmSbGuNwEEjMaiJE8vWPu9Hu6sMiqII7nE8eQl1WA/4mO1yAsBNsHw3KyVv/wCW eFJk22mnTtwEC0eLYr8CwafbjDlLOVSY8PnVQzAQOXppqSQcfSCtyXBTY6TkzAYXo/AOwSgkEU3A J9cHNs0fjUFAQZF1I55w/1vtmTtOYp/A8p/NkjbBfDdPAhZnkAmH6xpbJhGP+FFCcjE7jDbjrO58 roOJcK/ft5B7mGpU6TqYEDl8G2t2ZOQG5mUyrych3oAFsGlLF1J1FI4+22j+gHVtXhVaJMOmu2DZ b0cUDIL8dGxrLUiHAk1mYg5d1SNFLV9EKdX75d3mnwaPeswkQXNojrs+1vMjPcB6fkDrjz80Zv2T 91wQNcZ7J2qxg4UbWf30XNPK4zcxxa4mk2w70a2z/yC/CRjkq+eHYfPiSkoDsLKfcNsPrIpPthQv uWEAxjpDvMdna5xXtsEMA7DLeR4+dvk3M35Cr7FGsaO8TTbw7PmcMYw6UQFLv8quwWE938Cc4yln W9y61kuIJ+hvrH9326B2FUztoWbdxqUW4YKXcQCDV+yiXfYZuLL9KYEAwyYqMdSo2DXPvvzkiuZR ETQF9Xc6tJtrKSG2nuMpN3T+Lk2xQxXCFIWN2tWbsJjGstjo0IsiTZH0Hdkm4a+ofrfobLDkdIoN 0zoGEHeAOeQaelEAbLXXnHHSYOY+1j8A930D32pazWz9a/0Bg121QvumzskkpD9gXOb4HeKF0vCl zMA3MHY2AScQ59G8AwsYGv7vgMgAffcxRX4ZRU5kQPJQY+hqZYBMdIeZCOspWBVF6B3EDzDdWVkZ RUg0L7KOSvpm9lTVhhqIuz0f+wNg86iylg/8pAAAAABJRU5ErkJggk== '>
نمونه محاسبه
آزمایش 1:
12 160232=0/69'> = 12خ¼s=fsN'>
12خ¼k=FkN=138232=0/61'>
سوالات:
1) در چه مواردی می توان از اصطکاک لغتشی می توان بهره برد؟
2) آیا این انتظار نا معقول است که ضریب اصطکاک از یک بیشتر باشد؟ بله چون اصطکاک کم تر از وزن مکعب و برای بدست آوردن ضریب اصطکاک، اصطکاک در صورت کسر و وزنه در مخرج است پس حاصل کمتر از یک است.
