คำแนะนำสำหรับการทดลองแรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลน์
หัวข้อการทดลอง: แรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลน์
วัตถุประสงค์ของการทดลอง:
– การทราบแรงเสียดทานสถิต
– การทราบแรงเสียดทานจลน์
เครื่องมือและวัสดุ : ไดนาโมมิเตอร์แบบคาน Kecil.
ทฤษฎีพื้นฐาน :
แรงเสียดทาน
แรงเสียดทานคือแรงต้านที่กระทำระหว่างพื้นผิวของวัตถุที่สัมผัสกัน ในหัวข้อนี้ แรงเสียดทานที่ศึกษาเกี่ยวข้องกับแรงเสียดทานที่กระทำระหว่างพื้นผิวของแข็งสองพื้นผิวที่สัมผัสกัน
แรงเสียดทานที่กระทำต่อวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่นั้นจะมีทิศทางตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุเสมอ
แรงเสียดทานมีสองประเภท คือ แรงเสียดทานสถิต (f <sub>s</sub> ) และแรงเสียดทานจลน์ (f<sub> k</sub> ) แรงเสียดทานสถิตเกิดขึ้นเมื่อวัตถุหยุดนิ่ง ในขณะที่แรงเสียดทานจลน์เกิดขึ้นเมื่อวัตถุกำลังเคลื่อนที่ หากคุณผลักโต๊ะแต่โต๊ะยังคงเคลื่อนที่ แรงเสียดทานที่กระทำต่อโต๊ะที่หยุดนิ่งนั้นคือแรงเสียดทานสถิต ในทางกลับกัน เมื่อโต๊ะกำลังเคลื่อนที่ แรงเสียดทานที่กระทำต่อโต๊ะนั้นคือแรงเสียดทานจลน์
แรงเสียดทานสถิต
แรงเสียดทานสถิต คือ แรงเสียดทานที่กระทำต่อพื้นผิวของวัตถุที่สัมผัสกันเมื่อวัตถุเหล่านั้นหยุดนิ่ง
f s = μ s N
กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันกล่าวว่า วัตถุจะหยุดนิ่งก็ต่อเมื่อแรงรวม (แรงลัพธ์) เท่ากับศูนย์
ΣF x = 0
F – f s = 0
F = f s
เมื่อวัตถุกำลังจะเคลื่อนที่ (วัตถุยังคงอยู่กับที่) แรงเสียดทานสถิตสูงสุดจะมีค่าเท่ากับแรงผลักหรือแรงดึง
แรงเสียดทานจลน์
แรงเสียดทานจลน์ คือ แรงเสียดทานที่กระทำต่อพื้นผิวของวัตถุที่สัมผัสกันขณะที่วัตถุกำลังเคลื่อนที่
f k = μ k N
กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันกล่าวว่า วัตถุจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ก็ต่อเมื่อแรงรวม (แรงลัพธ์) เท่ากับศูนย์
F – f k = 0
F = f k
เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ขนาดของแรงเสียดทานจลน์จะเท่ากับขนาดของแรงผลักหรือแรงดึง
ขั้นตอนการทดลอง:
1. วางบล็อกบนพื้นผิวเรียบ
2. เชื่อมต่อไดนาโมมิเตอร์เข้ากับบล็อก
3. ดึงเครื่องวัดแรงจนกระทั่งบล็อกเริ่มขยับเล็กน้อย
4. อ่านค่าขนาดของแรงที่แสดงโดยไดนาโมมิเตอร์ แล้วบันทึกค่าลงในช่องแรงเสียดทานสถิต
5. ดึงเครื่องวัดแรงจนกระทั่งบล็อกเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่
6. อ่านค่าขนาดของแรงที่แสดงโดยไดนาโมมิเตอร์ และจดบันทึกค่าดังกล่าวลงในคอลัมน์แรงเสียดทานจลน์
7. ทำการทดลองซ้ำ 3 ครั้ง
ข้อมูลและการวิเคราะห์ข้อมูล:
-
ไม่
แรงเสียดทานสถิต (f s )
แรงเสียดทานจลน์ (f k )
1
2
3
เฉลี่ย
โปรดตอบคำถามต่อไปนี้:
แรงเสียดทานสถิตหรือแรงเสียดทานจลน์ อะไรมากกว่ากัน? เพราะเหตุใด?
บทสรุป
ระบุข้อสรุปของคุณ
