Zadanie Zadanie 4.3.22: Doświadczalne wyznaczanie współczynnika tarcia kinetycznego na równi pochyłej
- Punkty
- 4 pkt
- Dział
- Ruch i siły · Siła tarcia
- Trudność
- Poziom trudności: trudne
Podczas zajęć laboratoryjnych uczniowie wyznaczali współczynnik tarcia kinetycznego teflonowego klocka o duraluminiową prowadnicę za pomocą regulowanej równi pochyłej. Dla każdego pomiaru tak dobierano kąt nachylenia równi , aby po lekkim pchnięciu klocek zsuwał się ruchem jednostajnym prostoliniowym (). Następnie mierzono wysokość uniesienia równi oraz długość jej podstawy .
Treść zadania
W laboratorium uczniowie wyznaczali tarcie kinetyczne między teflonowym klockiem a duraluminiową prowadnicą przy użyciu regulowanej równi pochyłej. Kąt nachylenia α dobierali tak, by po lekkim popchnięciu klocek poruszał się w dół ruchem jednostajnym prostoliniowym (v = const); następnie mierzyli h, czyli wysokość równi, oraz L, długość jej podstawy.\nWyniki pięciu niezależnych pomiarów:\n| Nr pomiaru | h [cm] | L [cm] | Współczynnik tarcia μₖ = h/L |\n| :---: | :---: | :---: | :---: |\n| 1 | 24,0 | 80,0 | ? |\n| 2 | 25,0 | 82,0 | ? |\n| 3 | 23,2 | 78,0 | ? |\n| 4 | 25,8 | 85,0 | ? |\n| 5 | 24,6 | 83,5 | ? |\n\na) Zastosuj I zasadę dynamiki Newtona i wykaż, że dla klocka zsuwającego się jednostajnie μₖ = tg α = h/L.\nb) Uzupełnij tabelę wartościami μₖ obliczonymi z dokładnością do trzech cyfr znaczących, a następnie wyznacz ich średnią arytmetyczną μ̄ₖ.\nc) Oblicz maksymalną niepewność pomiaru Δμ_max i niepewność względną wyrażoną w procentach. Zapisz końcowy wynik doświadczenia wraz z niepewnością pomiarową.
Odpowiedź i wynik końcowy
a) Równowaga sił przy ruchu jednostajnym: .
b) Wartości w tabeli: , , , , . Średnia wartość: .
c) Niepewność maksymalna: ; niepewność względna: . Wynik końcowy: .