Коэффициент трения скольжения по ускорению

Скользите с блоком по шероховатой плоскости под известным углом; измеряйте ускорение a вдоль плоскости и находите μ_k = tan θ − a/(g cos θ), усредняя несколько опытов.

Начинающий· 28 мин·Похожий симулятор: Наклонная плоскость

Цель работы

Определить коэффициент трения скольжения μ_k по второму закону Ньютона вдоль наклонной: a = g(sin θ − μ_k cos θ), т.е. μ_k = tan θ − a/(g cos θ).

Оборудование

  • Блок на шероховатой плоскости
  • Индикатор угла (ползунок)
  • Модель акселерометра

Теория

При скольжении сила трения скольжения f_k = μ_k N, N = mg cos θ. Проекция веса вдоль плоскости mg sin θ, поэтому ma = mg sin θ − μ_k mg cos θ и a = g(sin θ − μ_k cos θ). Зная θ и измерив a, получаем μ_k = tan θ − a/(g cos θ).

Ход работы

  1. Ознакомьтесь с теорией: в модели задано (скрыто) μ_k; угол θ выбираете вы.
  2. Выберите θ достаточно большим, чтобы блок ускоренно скатывался (например 25–40°).
  3. Нажмите «Измерить ускорение (прогон и запись)»: блок проходит короткий участок; «датчик» выдаёт шумное значение ускорения a вдоль плоскости.
  4. Каждый прогон добавляет строку (θ, a, μ_k), где μ_k считается по вашим отсчётам. Повторите не менее 5 раз — θ между опытами можно менять.
  5. Итог — выборочное среднее по столбцу μ_k.
  6. Сравните с эталоном и обсудите источники погрешностей в выводе.

Эксперимент

В модели постоянное μ_k: каждый прогон даёт шумное a; μ_k = tan θ − a/(g cos θ).

Выберите θ так, чтобы блок ускорялся. Каждое нажатие — короткий скольжение и одна строка в таблице; сделайте ≥5 прогонов (θ можно менять).

Таблица измерений

Угол наклона θ
°
Ускорение a
m/s²
μ_k из a и θ
Измерений пока нет — выполните первое.

Обработка данных

Добавьте минимум 2 опыта, чтобы посчитать выборочное среднее.

Отчёт по лабораторной

Откроется диалог печати — выберите «Сохранить как PDF» или принтер. При печати скрываются шапка и подвал сайта.

Коэффициент трения скольжения по ускорению

Сформировано: 22 апр. 2026 г., 03:32

Цель работы

Определить коэффициент трения скольжения μ_k по второму закону Ньютона вдоль наклонной: a = g(sin θ − μ_k cos θ), т.е. μ_k = tan θ − a/(g cos θ).

Таблица измерений

#Угол наклона θ (°)Ускорение a (m/s²)μ_k из a и θ
Измерений пока нет — выполните первое.

Аппроксимация и результат

Добавьте минимум 2 опыта, чтобы посчитать выборочное среднее.

Вывод

Среднее μ_k согласуется с эталоном в пределах допуска. Главные погрешности: шум акселерометра, отсчёт угла, предположение о постоянном a и пренебрежение сопротивлением воздуха.

Виртуальная лаборатория PhysSandbox — числа из вашей сессии; допишите свой анализ источников погрешностей.

Вывод

Среднее μ_k согласуется с эталоном в пределах допуска. Главные погрешности: шум акселерометра, отсчёт угла, предположение о постоянном a и пренебрежение сопротивлением воздуха.