خرید ارزان آزمایش فیزیک 33 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : Word (..docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 30 صفحه

قسمتی از متن Word (..docx) :

اندازه گیری ضریب اصطکاک مابین سطوح (تخت و منحنی) منظور از انجام آزمایش: پیدا کردن ضریب اصطکاک جنبشی،
، و ایستایی،
، با استفاده از سطح افقی و سطح شیب دار و ضریب اصطکاک نخ روی استوانه (سطح منحنی). مقدمه: وقتی جسمی روی یک سطح افقی در حال سکون قرار دارد، نیروهای وارد بر آن عبارتند از: نیروی وزن و نیروی واکنش عمودی سطح؛ شکل الف. حال سعی می کنیم جسم را با نیروی F به حرکت درآوریم و از مقادیر کوچک F شروع می کنیم. وقتی F=F1 است و جسم هنوز در حال سکون است، باید چنین تعبیر کنیم که از طرف سطح زیرین بر آن نیروی fs1 که مساوی و مخالف F1 است، وارد می شود شکل ب. F را افزایش می دهیم. برای F=F2 نیز همان استدلال را داریم، ولی در اینجا نیروی افقی که از طرف سطح به جسم وارد می شود، بیشتر از حالت (ب) است، شکل ج. مقدار F را به تدریج می افزاییم. به ازاء F=FL بالاخره جسم شروع به حرکت می کند. معلوم می شود نیرویی که از طرف سطح به جسم وارد می شود، نمی تواند از حد معینی بیشتر شود. این نیروها را که در حالات مختلف از طرف سطح به جسم وارد می شود، نیروی اصطکاک ایستایی می نامند. این نیروها در اثر نیروهای جاذبه بین مولکول های جسم و مولکول های سطح بوجود می آید. با کشیدن جسم روی سطح سعی می کنیم این پیوندها را قطع کنیم و در نتیجه با مقاومت مواجه می شویم. نیروی اصطکاک ایستایی را با fs نمایش می دهند. با استفاده از مطالب فوق نتایج زیر بدست می آید. وقتی جسمی روی سطحی در حال سکون است، ولی با اعمال یک نیروی کشش، میل به حرکت دارد، نیرویی از طرف سطح بر آن وارد می شود که مقدارش بستگی به نیروی اعمال شده دارد. این نیرو را، نیروی اصطکاک ایستایی می گویند و مقدارش بین دو حد زیر متغیر است.

نیروی اصطکاک ایستایی وارد بر جسم در آستانه حرکت است. وقتی جسم از جایگاه خود کنده شد و به حرکت درآمد، باز هم نوعی نیروی اصطکاک از طرف سطح به آن وارد می شود، ولی مقدار آن از
کمتر است و آن را
می نامیم، شکل ج. پس همواره:
تجربه نشان می دهد که
و
هر دو با نیروی عمودی سطح، N، متناسب هستند. ضریب تناسب را که به جنس دو سطح بستگی دارد، ضریب اصطکاک می نامند و به ترتیب با
نمایش می دهند، بنابراین:

ضریب اصطکاک ایستایی
ضریب اصطکاک جنبشی نیروی N در حالتی که سطح افقی باشد، برابر mg است. بنابراین می توان با نیروسنج جسم را روی سطح کشید و نیروی کشش در آستانه حرکت یعنی FL، را تعیین و از رابطه (1)،
را حساب کرد. با همین روش می توان نیروی کشش وارد بر جسم در حال حرکت یکنواخت را تعیین کرد و از رابطه (2) ضریب اصطکاک جنبشی را بدست آورد. اگر جسم مطابق شکل زیر، روی سطح شیبدار، بدون حرکت قرار داشته باشد، داریم:
. نیروی محرک
بر جسم وارد می شود و نیروی اصطکاک ایستایی در جهت مخالف آن بر جسم اثر می کند. چنانچه زاویه سطح شیبدار با افق قابل تغییر باشد، آن را طوری تنظیم کنیم که جسم در آستانه حرکت قرار گیرد، داریم:
با اندازه گیری
می توان ضرایب اصطکاک
را بدست آورد. در حالتی که دو سطح متکی، تخت نبوده، بلک خمیده باشند، مانند حالتی که ریسمانی روی بدنه یک استوانه، نظیر شکل زیر کشیده می شود، می توان از رابطه زیر برای بدست آوردن ضریب اصطکاک استفاده کرد.
که در آن،
نیروهای کشش در دو طرف ریسمان است. اگر
باشد، واضح است که ریسمان در جهت
حرکت می کند و نیروی اصطکاک، هم جهت با
است. در این رابطه
کمان یا زاویه تماس ریسمان با استوانه است. در این آزمایش اگر ریسمان در آستانه حرکت قرار گیرد،
بدست می آید و اگر حرکت یکنواخت داشته باشد،
اندازه گیری می شود. وسایل مورد نیاز: دستگاه سطح شیب دار، تراز، نیروسنج، وزنه های مختلف، ترازو، قطعات چوبی که در یک طرف آنها صفحه ای از جنس دیگر (مانند پلاستیک، لاستیک، فلز و ...) چسبانده شده، دو عدد پایه و گیره، دو عدد کفه، قرقره، استوانه چوبی و نخ محکم. روش آزمایش: اندازه گیری ضریب اصطکاک جنبشی روی سطح افقی: مکعب مستطیل را روی دستگاه سطح شیب دار که آن را به حالت افقی درآورده و تراز کرده اید، قرار دهید و دستگاه را مطابق شکل زیر سوار کنید. نیروسنج را بکشید تا جسم به طور یکنواخت روی سطح به حرکت درآید. نیروی کشش را بخوانید، این کار را چند بار انجام دهید تا از مقدار نیروی بدست آمده مطمئن شوید. همچنین با میانگیری از این مقادیر،
را بدست آورید. نیرویی که نیروسنج نشان می دهد، برابر کشش نخ است و چون شتاب جسم صفر است، پس طبق قانون دوم نیوتن باید داشته باشیم:
. وزن قطعه چوب را بوسیله ترازو یا نیروسنج بدست آورید. نسبت این دو نیرو، ضریب اصطکاک جنبشی را بدست می دهد. برای داشتن نتیجه بهتر، آزمایش را چند بار با افزودن وزنه های مختلف (هر بار 50 گرم اضافه کنید)، بر روی قطعه تخته تکرار کنید. این کار به منزله بزرگ کردن نیروی عکس العمل N است. نتایج را در جدول 1 بنویسید. نمودار تغییرات
را با N رسم کنید و شیب خط را که برابر با
است، بدست آورید. این نمودار را همچنین با کامپیوتر رسم کنید و نتایج را با هم مقایسه کنید. اندازه گیری
با استفاد از سطح شیب دار: قطعه چوبی را از همان طرف که در آزمایش قبل انجام دادیم، روی سطح شیب دار قرار دهید و زاویه سطح شیب دار را به تدریج زیاد کنید تا جسم شروع به حرکت کند،
را با توجه به درجه بندی های افقی و قائم موجود روی سطح شیب دار تعیین کنید. عمل را چندین بار انجام دهید و میانگین مقادیر بدست آمده و خطای آزمایش را مشخص کنید. سعی کنید همیشه جسم را در یک موقعیت نسبت به سطح شیب دار قرار دهید. نتایج را در جدول 2 بنویسید. اندازه گیری ضریب اصطکاک ریسمان روی استوانه چوبی: دستگاه را مطابق شکل زیر سوار کنید. نخ را از شیار قرقره و نیز شیار استوانه چوبی بگذارید. دقت کنید که هر سه قسمت رشته نخ و سطح قرقره و شیار استوانه چوبی در یک صفحه باشند. قبلاً وزن کفه ها را به وسیله ترازو تعیین کنید. وزنه ای به جرم 75 گرم در کفه A بگذارید. وزن این وزنه به علاوه وزن کفه A نیروی T1 را تشکیل می دهد. در کفه B، آنقد ر وزنه بگذارید تا شروع به حرکت کند. وزنه کفه B به علاوه وزنه داخل آن نیروی T2، را تشکیل می دهد و یا اینکه T2 را بوسیله نیروسنج اندازه بگیرید. T1, T2 را در جدول 3 یادداشت کنید. آزمایش را برای زاویه هایی که در جدول نوشته شده، تکرار کنید. نمودار تغییرات
را بر حسب
در کاغذ نیمه لگاریتمی رسم کنید و با استفاده از آن،
را بدست آورید. در مورد تنظیم زاویه
برای مقادیر موردنظر از مسوول آزمایشگاه سوال کنید.
را با رسم نمودار کامپیوتری بدست آورید. به پرسش های زیر در گزارش کار خود پاسخ دهید. نیروی اصطکاک به چه عواملی بستگی دارد؟