Determinarea coeficientului de frecare la rulare
Activitatea de laborator № 121
Determinarea coeficientului de frecare la rulare
Scopul este de a studia fenomenele de apariție de frecare de rulare pe suprafața unui alt corp.
Scurtă teorie II de operare.
frecare externă - rezistență mecanică ce ia naștere la planul de contact dintre cele două corpuri presate împreună în timpul mișcării lor relativă. rezistența îndreptată opusă mișcării relative a corpului, numită forță FTR frecare. care acționează asupra organismului. frecare externă - proces însoțit de disipativ de eliberare de căldură, corpuri de electrificare, distrugerea lor.
Distinge frecare de alunecare și de rulare. Fiecare dintre aceste tipuri se caracterizează printr-un corespondent, coeficient. Astfel, coeficientul de frecare de alunecare este raportul dintre forța de frecare la forța de reacție a podelei direcționată de-a lungul normalei la suprafață. kskolzh = FTR / N valori de rulare forte de frecare sunt mici în comparație cu forțele de frecare de alunecare.
cilindru de rulare (castron) - deține întotdeauna forța de frecare de rulare - forța asociată cu „pierderea“ de energie, adică cu trecerea de energie mecanică în căldură. Prin urmare, cilindrul de rulare, fără alunecare, se oprește treptat. În acest caz, forța de frecare de rulare depinde de proprietățile materiale ale cilindrului (castron) și planul. Laminare corpurile de deformare reciprocă frecare provocate, care de rulare fără alunecarea este inelastic și, prin urmare, asimetric în raport cu corpul de rulare (cilindru, bilă, roată).
Datorită acestei asimetrii deformare (Figura 1) este forța de reacție N și componentele orizontale și verticale, în care componenta verticală a forței N este egală cu forța de gravitație mg.
punctul N de aplicare a forței trebuie să fie în fața cilindrului, și o linie de N trebuie să fie deasupra centrului de masă al cilindrului (figura 1)
Numai în acest caz, este posibil de rulare fără alunecare a corpului, de exemplu, starea în care R - raza sferei de rulare sau cilindru. În acest caz, o accelerație negativă a corpului de cuplu potrivit, care este în concordanță cu o scădere a vitezei de υ.
Notăm distanța corespunzătoare deplasării punctului de aplicare a forței N via rc. Deoarece acest decalaj este foarte mic Com-pared cu o rază R și unghi α este mică (Fig. 1), avem
unde M - moment de forță N. rc distanță se numește coeficientul de frecare la rulare.
rulare coeficientul de frecare are unități de lungime, în Otley-Chie coeficientul adimensional de frecare de alunecare.
Înregistrate Expresia de mai sus (1) trebuie să fie considerate ca aproximare trans urlând. Considerarea teoretică a procesului de laminare-TION, ținând cont de cantitățile ce caracterizează corpurile materiale. Viteza de deplasare a acestora, presiunea asupra lor conduce la expresii complicate pentru a frecare la rulare a-măști ve.
III. Instalarea și modul în care funcționează.
O vedere generală a instalației prezentată în Fig. 2.
Cremaliera vertical 2 al bazei 1 se află un angrenaj cu melc, care efectuează rotația și fixarea brațului inferior 3. melcat este acționat pentru a roti roata volantă, iar unghiul de înclinare conta probă pe o scală de 4.
pedalier inferior 3 este o piesă profilată de configurație complexă, pe care sunt montate: Scara de referință amplitudine de cola-5 oscilații ale pendulului, o tijă verticală 6 pentru fixarea superioară consolă 9 senzor fotoelectric.
Scala 5 este o placă care este confecționat gnez pentru montarea eșantioanelor înlocuibile. Pe o scală redelyaetsya op-unghi de deviație a pendulului din poziția de echilibru la 11.
Scala 5 este prevăzut cu un reflector oglindă, care servește la reducerea paralaxa când numărarea unghiul de deviere a pendulului
Eșantionul este o placă nennuyu-vypol dreptunghiulare din diferite materiale. Fiecare probă are două Chie început cu diferite puritate tratament de suprafață.
Brațul superior 7 este plasat mecanism de suspensie Mayat-nick, care poate regla lungimea acestuia.
Pendulum 8 este un fir elastic subțire atașat la acesta din sfera de testare, care la rândul său are un con adaptat pentru traversarea axa optică senzor pho-toelektricheskogo 9.
Fotoelectric Traductorul 9 este plasat pe partea de jos-kronshtey nu și servește la ieșire un semnal electric millisekundomer 10.
Millisekundomer 10 este un dispozitiv cu un timp digital de indicare rd și numărul de perioade pline de oscilație a pendulului. Millisekundomer fixat rigid la baza 1 și conectat kabe-lem cu un senzor optic.
Să presupunem că la momentul inițial pendulului în poziția OA (Figura 2).
Dacă devia mingea din poziția de echilibru, la un unghi de α0 și apoi eliberați pendulul va începe să efectueze oscilații amortizate. După un timp, atunci când pendulul va face o deviere completă unghi n oscilație din poziția sa de echilibru pentru a lua αn de valoare. Energia potențială a pendulului, în același timp, scade cu o valoare
(
Care - suma tuturor unghiurilor deformarea minge de la poziția de echilibru pentru n oscilații, M - cuplul.
Deci, obținem: (4)
Din Figura 4 și 5 arată că
Se calculează suma tuturor unghiurilor abaterilor bile pentru n oscilații unul
unde S este distanța mingea realizată viu kayaenyai vasha- arc pentru n
oscilații, R - raza sferei.
Distanțe S și ΔL calculat prin formulele (8, 9), pe baza unor considerente geometrice
L - lungimea tijei pe care este atașat mingea.
Ne exprimăm magnitudinea momentului de frecare de rulare (4), folosind (5 - 9). obținem
Expresia în paranteze buclat, - coeficientul de frecare al rzh de rulare.
IV. Ordinea de performanță
Alimentat millisekundomera cablu de alimentare.
Faceți clic pe butonul de rețea de pe panoul frontal millisekundomera (aceasta trebuie să se aprindă display-uri digitale).
Puneți în fantă probă de testare la scară, factorul
frecare, care este necesară pentru a determina dacă mingea rulare pe ea. Unghiul Obosit-răsucire a eșantionului β = 30 °.
Reject pendulului din poziția de echilibru, la un unghi α0 = 6 °. la
realizarea amplitudisolebany αn = 2 ° pentru a apăsa butonul "stop"
millisekushyumera și înregistrează numărul de oscilații complete (n).
5. Se măsoară etrier mingii raza R.
6. descrise la punctul 4 măsurători efectuate de trei ori, schimbarea α0 ZNA-cheniya și αn.
7. Măsurătorile repetate pentru unghiurile B = 45 ° și p = 60 °.
8. Toate de măsurare pentru a face în tabelul 1.
V. Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor
1. Pentru a exprima α0 și αn în radiani și se calculează înregistrarea la masă.
2. Se calculează valoarea medie a rc. pentru fiecare β utilizând formula (11) obținut valori scrise în tabel.
3. Determinarea -series pogreshnost- rezultatul măsurătorii. rc separat pentru fiecare β unghi. Calculele -vypolnyat pentru o serie de măsurători directe.,
în care Δrki - abatere de la media fiecărei măsurători,
4. Rezultatul final este exprimat sub forma:
VI. întrebări de testare
apariția I.Obyasnite de rulare de frecare, atunci când un corp se mișcă fără a aluneca?
2. Care este starea corpului de rulare fără să alunece?
3. Ceea ce se numește coeficientul de frecare de alunecare? Dimensiunea sa?
Ceea ce se numește coeficientul de frecare de rulare? Dimensiunea sa?
Descrie metoda de măsurare a coeficientului de frecare la rulare a instalației înclinate a pendulului.
Cum de a calcula eroarea absolută și relativă în această lucrare?
Care sunt factorii care influențează mărimea coeficientului de frecare de rostogolire?
1. Gunners SP Mecanică. -M :. Știință. 1975 Ch. 8.
Documente conexe:
frecare pe treniekacheniya de alunecare; înlocuind frecarea uscată pe vâscos. -Există mai multe moduri opredeleniyakoeffitsientatreniya.
valoare - direcția forței de frecare - raportul numeric între koeffitsientomtreniyakacheniya și alunecare - determinarea greutății corporale - dispozitiv.
mingi de lucru de laborator №3. Opredeleniekoeffitsientatreniyakacheniya lucra de laborator №4. Determinarea accelerației gravitaționale. pendule de lucru. munca de laborator №7. Determinarea montării cartușului cu o viteză balistic.
timp să-și recapete forma. viteze Primalyh koeffitsienttreniyakacheniya crește povysheniemskorosti, și la mare -. material pentru a rezista la uzură, în anumite condiții de frecare. estimată prin viteza reciprocă.
frecare. unde T0 - o componentă constantă a forței de frecare T0 ≈ 4 ... 5H. FK - koeffitsienttreniyakacheniya. r - raza corpului de rulare. termeni tehnici și definiții „Fiabilitate - este. mișcarea circulară a diagramelor de uzură determinarea naturii presiunii specifice.