منو
 کاربر Online
617 کاربر online

اندازه گیری نیروی اصطکاک

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > آزمایشات فیزیک
(cached)

تئوری آزمایش

هرگاه طح یک جسم در حال حرکت با سطح جسم دیگری در تماس باشد، نیروی اصطکاک ایجاد می شود. نیروی اصطکاک همواره سبب کند شدن حرکت می‌گردد. یعنی این نیرو همواره یک نیروی بازدارنده و یا مقاوم است که در خلاف جهت حرکت بر جسم اثر می‌کند. یا اینکه در بیشتر دستگاهها ، سعی بر این است که تا حد ممکن این نیرو را کاهش دهند، اما در واقع اگر نیروی اصطکاک وجود نداشته ، امکان اینکه ما بتوانیم تداوم برداریم، نبود. یعنی هنگام راه رفتن نیروی اصطکاک به کمک ما می‌آید و مانع از سر خوردن و بهم خوردن تعادل می‌شود. بطوری که در هنگام زمستان زمانی که کوچه یخ بسته باشد، ممکن است زمین خورده و شاید دست و پایمان بشکند. پس نیروی اصطکاک چندان هم نیروی مزاحم و بدی نیست.

از جمله عواملی که سبب زیاد شدن نیروی اصطکاک می‌شود، کیفیت سطحی است که حرکت بر روی آن انجام می‌گیرد. چنانچه سطح صیقلی باشد، تعداد این نیرو کاهش پیدا می‌کند. عامل دیگر مقدار نیرویی است که بصورت عمودی از طرف جسم بر سطح وارد می‌شود. بطوری که نیروی اصطکاک با نیروی عمودی سطح نسبت مستقیم دارد. در مورد هر سطحی کمیتی به نام ضریب اصطکاک تعریف می‌شود که معمولا این کمیت را با μ نشان می‌دهند. اگر نیروی اصطکاک را با Ff و نیروی عمودی وارد بر سطح از طرف جسم را با F نشان دهیم، همواره رابطه
Ff = μF بین این نیروها برقرار است.

وسایل لازم

  • یک میز
  • یک عدد قرقره که به صورت مناسب در یکی از لبه های میز نصب شده است.
  • یک تکه نخ
  • یک کفه
  • تعدادی وزنه با اندازه معلوم
  • یک جسم فلزی مکعب مستطیل شکل

شرح آزمایش

  1. سطح میز را تمیز کرده و مکعب فلزی را بر روی آن قرار دهید. یک سر نخ را به مکعب وصل نموده و سر دیگر آن را بعد از عبور دادن از قرقره‌ای که در لبه میز تعبیه شده است، به حالت آویزان رها کنید.

  2. به سر آزاد نخ کفه گفته شده را وصل کنید.

  3. به آرامی و کم کم در داخل کفه وزنه‌هایی قرار دهید، تا حدی که اگر ضربه کوچکی به مکعب فلزی وارد کنید، مکعب بر روی سطح میز شروع به لغزش نماید.

  4. اگر جرم مکعب فلزی را با M و جرم وزنه موجود در کفه را با m نشان دهیم و شتاب گرانشی موجود در محل g باشد، در این صورت اندازه نیروی عمودی وارد بر سطح که با F نشان دادیم به صورت F = mg خواهد بود. و لذا ضریب اصطکاک μ به صورت μ = mg/MG محاسبه می‌شود.

  5. حال بر روی مکعب فلزی یک وزنه با جرم معلوم قرار داده و آزمایش را تکرار کنید در این صورت مقدار نیروی عمودی وارد بر سطح افزایش پیدا می‌کند و چون μ را در مرحله قبل اندازه گرفته‌ایم به راحتی می‌توانیم نیروی اصطکاک را از رابطه Ff = μF محاسبه نماییم.

  6. آزمایش را با وزنه‌های مختلف که بر روی مکحعب فلزی قرار می‌دهید، تکرار کنید و تناسب موجود بین نیروی اصطکاک و نیروی عمودی سطح را ملاحظه کنید.

  7. حال مکعب را بر روی وجه کوچک خودروی میز قرار داده و آزمایش را تکرار کنید.

  8. حال مکعب را بر روی وجه کوچک خودروی میز قرار داده و آزمایش را تکرار کنید.

نتایج آزمایش

  • نیروی اصطکاک به سطح موثر تماس و یا تعداد نقاطی از دو سطح که باهم در تماس هستند، بستگی دارد.

  • نیروی اصطکاک به جنس سطح تماس دو جسم بستگی دارد.

  • نیروی اصطکاک یا نیروی عمودی وارد بر سطح از طرف جسم متناسب است.

    نویسنده: علی اصل هاشمی

تعداد بازدید ها: 31333


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..