Studiul fortei de frecareStudiul fortei de frecare

Grupa 1CGrupa 1C

Forta de frecare este forta care se o Forta de frecare este forta care se o pune fortei de tractiune aplicata pune fortei de tractiune aplicata

unui corp sau se opune miscarii a unui corp sau se opune miscarii a doua corpuri aflate in contact.doua corpuri aflate in contact.

Forta de frecare poate fi statica, daca cele doua Forta de frecare poate fi statica, daca cele doua obiecte aflate in contact se afla in repaus, sau obiecte aflate in contact se afla in repaus, sau dinamica, daca obiectele se afla in miscare.dinamica, daca obiectele se afla in miscare.

Observatie: forta de frecare statica este mai Observatie: forta de frecare statica este mai puternica decat forta de frecare dinamica.puternica decat forta de frecare dinamica.

Forta de frecare poate fi:Forta de frecare poate fi:

1.1. Frecarea la alunecare;Frecarea la alunecare;

2.2. Frecarea la rostogolire;Frecarea la rostogolire;

3.3. Frecarea fluida.Frecarea fluida.

Cauzele frecarii sunt:Cauzele frecarii sunt:

► Gradul de rogozitate al suprafeteloraflate in Gradul de rogozitate al suprafeteloraflate in contact;contact;

► Efectele de deformare electronica la nivel Efectele de deformare electronica la nivel atomic;atomic;

► Adeziunea moleculara.Adeziunea moleculara.

Verificarea experimentala a legilor frecarii si determinarea

coeficientului de frecare la alunecare prin metoda planului

orizontal si prin metoda planului

inclinat

Fisa de lucru nr. 1Fisa de lucru nr. 1

Verificarea Verificarea experimentala a experimentala a legilor frecarii si legilor frecarii si determinarea determinarea

coeficientului de coeficientului de frecare la alunecare frecare la alunecare prin metoda planului prin metoda planului

orizontalorizontalPuteti vizualiza documentul Puteti vizualiza documentul aiciaici..

1. Aparatura folosita1. Aparatura folosita

►Plan orizontalPlan orizontal►ScripeteScripete►Corpuri paralelipipediceCorpuri paralelipipedice►Taler si discuri cu mase gradateTaler si discuri cu mase gradate►Fir de ataFir de ata

Dispozitivul experimetalDispozitivul experimetal

3. Teoria lucrarii3. Teoria lucrarii

► Reprezentarea fortelor care actioneaza Reprezentarea fortelor care actioneaza asupra sistemului de corpuri.asupra sistemului de corpuri.

► Daca sistemul se afla in MRU, aatunci forta Daca sistemul se afla in MRU, aatunci forta de frecare dintre corpul paralelipipedic si de frecare dintre corpul paralelipipedic si plan este: Ff=m*g.plan este: Ff=m*g.

► Apasarea normala a corpului paralelipipedic Apasarea normala a corpului paralelipipedic pe plan este: N=M*g.pe plan este: N=M*g.

► Coeficientul de frecare la alunecare este Coeficientul de frecare la alunecare este egal cu raporul Ff/N, deci se poate calcula egal cu raporul Ff/N, deci se poate calcula cu relatia cu relatia m/M.m/M.

4. Modul de lucru4. Modul de lucru

a.Verificarea dependentei dortei de a.Verificarea dependentei dortei de frecare la alunecare de aria suprafetei frecare la alunecare de aria suprafetei de contact dintre corpul paralelipipedic de contact dintre corpul paralelipipedic

si plansi plan► Se aseaza corpul paralelipipedic cu suprafata de Se aseaza corpul paralelipipedic cu suprafata de

lemn in contact cu planul astfel incat aria de lemn in contact cu planul astfel incat aria de contact sa fie maxima.contact sa fie maxima.

► Se pun treptat discuri pe taler astfel incat, la un Se pun treptat discuri pe taler astfel incat, la un mic impuls aplicat corpului paralelipipedic mic impuls aplicat corpului paralelipipedic (necesar invingerii fortei de frecare statica), (necesar invingerii fortei de frecare statica), sistemul sa se deplaseze uniform.sistemul sa se deplaseze uniform.

► Se repeta experienta modificand aria suprafetei Se repeta experienta modificand aria suprafetei de contact (se aseaza corpul paralelipipedic pe de contact (se aseaza corpul paralelipipedic pe alta fata din acelesi material, dar cu arie mai alta fata din acelesi material, dar cu arie mai mica).mica).

► Se masoara de fiecare data forta de frecare si se Se masoara de fiecare data forta de frecare si se compara rezultatele.compara rezultatele.

Tabelul nr.1Tabelul nr.1

► Concluzie: forta de frecare la alunecare nu Concluzie: forta de frecare la alunecare nu depinde de marimea suprafetelor in depinde de marimea suprafetelor in contact (legea I a frecarii).contact (legea I a frecarii).

Nr.det.Nr.det. Aria supr.in contactAria supr.in contact m(g)m(g) FFff(mN)(mN)

1.1. maremare 1111 110110

2.2. micamica 1111 110110

b. Verificarea dependentei fortei de frecare la b. Verificarea dependentei fortei de frecare la alunecare de apasarea normala pe suprafata alunecare de apasarea normala pe suprafata

de contactde contact

► Se aseaza corpul paralelipipedic cu Se aseaza corpul paralelipipedic cu suprafata de lemn in contact cu planul.suprafata de lemn in contact cu planul.

► Se pun treptat discuri pe taler astfel incat, la Se pun treptat discuri pe taler astfel incat, la un mic impuls aplicat corpului un mic impuls aplicat corpului paralelipipedic, sistemul sa se deplaseze paralelipipedic, sistemul sa se deplaseze uniform.uniform.

► Se repeta marind apasarea normala prin Se repeta marind apasarea normala prin suprapunerea peste corpul paralelipipedic a suprapunerea peste corpul paralelipipedic a altor corpuri.altor corpuri.

► Se masoara de fiecare data forta de frecare Se masoara de fiecare data forta de frecare si se compara rezultatele.si se compara rezultatele.

Tabelul nr. 2Tabelul nr. 2

► Concluzia:forta de frecare este direct Concluzia:forta de frecare este direct proportionala cu forta care actioneaza pe proportionala cu forta care actioneaza pe suprafata (legea a II-a a frecarii).suprafata (legea a II-a a frecarii).

Nr.det.Nr.det. M(g)M(g) N(mN)N(mN) m(g)m(g) FFff(mN)(mN)

1.1. 32.832.8 328328 1111 110110

2.2. 83.283.2 832832 2222 220220

3.3. 155.2155.2 15521552 4141 410410

c. Determinarea coeficientului de c. Determinarea coeficientului de frecare la alunecarefrecare la alunecare

► Se aseaza corpul paralelipipedic cu suprafata de Se aseaza corpul paralelipipedic cu suprafata de lemn in contact cu planul.lemn in contact cu planul.

► Se pun, treptat, discuri pe taler astfel incat, la un Se pun, treptat, discuri pe taler astfel incat, la un mic impuls aplicat corpului paralelipipedic, sistemul mic impuls aplicat corpului paralelipipedic, sistemul sa se deplaseze uniform.sa se deplaseze uniform.

► Se repeta experienta de trei ori, marind apasarea Se repeta experienta de trei ori, marind apasarea normala prin suprapunerea peste corpul normala prin suprapunerea peste corpul paralelipipedic a altor corpuri.paralelipipedic a altor corpuri.

► Se determina coeficientul de frecare cu relatia Se determina coeficientul de frecare cu relatia stabilita la teoria lucrarii, valoarea medie a acestuia stabilita la teoria lucrarii, valoarea medie a acestuia si se calculeaza erorile.si se calculeaza erorile.

► Se procedeaza in acelasi mod si pentru alte tipuri Se procedeaza in acelasi mod si pentru alte tipuri de suprafete in contact: metal/lemn si de suprafete in contact: metal/lemn si cauciuc/lemn.cauciuc/lemn.

Tabelul nr. 3Tabelul nr. 3Nr.det.Nr.det. Natura Natura

supraf.isupraf.in n contactcontact

M(g)M(g) m(g)m(g) µµ µµmedmed δ µδ µ σσ εε

1.1. 32,832,8 1111 0,330,33 0,050,05

2.2. lemn/lemn/lemnlemn

83,283,2 2222 0,260,26 0,280,28 -0,02-0,02 0,030,03 0,10,1

3.3. 155,2155,2 4141 0,260,26 -0,02-0,02

1.1. 40,440,4 1818 0,440,44 00

2.2. metal/metal/lemnlemn

83,283,2 3030 0,360,36 0,440,44 -0,08-0,08 0,050,05 0,110,11

3.3. 121,2121,2 6565 0,530,53 0,090,09

1.1. 45,945,9 3030 0,650,65 0,020,02

2.2. cauciuccauciuc/lemn/lemn

84,184,1 5555 0,650,65 0,630,63 0,020,02 0,030,03 0,040,04

3.3. 213,1213,1 130130 0,590,59 -0,04-0,04

► Concluzia:forta de frecare depinde de Concluzia:forta de frecare depinde de natura suprafetelor in contact.natura suprafetelor in contact.

Sursa erorilor

•Calcularea gresita a maselor corpurilor;•Greseli de calcul ;•Valoarea acceleratiei gravitationale .

Fisa de lucru nr. 2Fisa de lucru nr. 2

Verificarea Verificarea experimentala a experimentala a legilor frecarii si legilor frecarii si determinarea determinarea

coeficientului de coeficientului de frecare la alunecare frecare la alunecare prin metoda planului prin metoda planului

inclinatinclinatPuteti vizualiza documentul Puteti vizualiza documentul aiciaici. .

1. Aparatura folosita1. Aparatura folosita

►Plan inclinat de unghi variabilPlan inclinat de unghi variabil►Corpuri paralelipipedice cu fetele din Corpuri paralelipipedice cu fetele din

diferite materialediferite materiale

2. Dispozitivul experimetal2. Dispozitivul experimetal

3. Teoria lucrarii3. Teoria lucrarii

► Reprezentarea fortelor care actioneaza Reprezentarea fortelor care actioneaza asupra sistemului de corpuri.asupra sistemului de corpuri.

► Daca sistemul se afla in MRU, atunci forta Daca sistemul se afla in MRU, atunci forta de frecare dintre corpul paralelipipedic si de frecare dintre corpul paralelipipedic si plan este: Ff=G*sinplan este: Ff=G*sinα α

► Apasarea normala a corpului paralelipipedic Apasarea normala a corpului paralelipipedic pe plan este: N=M*g*cospe plan este: N=M*g*cosα α ..

► Coeficientul de frecare la alunecare este Coeficientul de frecare la alunecare este egal cu raporul sinegal cu raporul sinα α / cos / cos α α , deci se poate , deci se poate calcula cu relatia calcula cu relatia tg tg αα . .

4. Modul de lucru4. Modul de lucru

-Se aseaza corpul paralelipipedic cu suprafata de lemn in contact cu planul ;-Se aplica un mic impuls corpului paralelipipedic (necesar invingerii fortei de frecare statice) astfel incat acesta sa coboare uniform;-Se repeta experienta de trei ori ;-Se determina coeficientul de frecare cu relatia stabilita la teoria lucrarii, valoarea medie a acestuia si se calculeaza erorile.- Se procedeaza in acelasi mod si pentru alte tipuri de suprafete in contact:metal/lemn si cauciuc/lemn.

5. Inregistrarea datelor experimentale

in interpretarea rezultatelor

Nr.det.Nr.det. Natura Natura supraf.in supraf.in contactcontact

αα µµ µµmedmed δ µδ µ σσ εε

1.1. 1717 0,300,30 -0,02-0,02

2.2. lemn/lemnlemn/lemn 1818 0,320,32 0,320,32 00 0.0130.013 0.3070.307

3.3. 1919 0,340,34 0.020.02

1.1. 1919 0,340,34 -0.02-0.02

2.2. metal/lemnmetal/lemn 2020 0,360,36 0,360,36 00 0.0130.013 0.3470.347

3.3. 2121 0,380,38 0.020.02

1.1. 3535 0,700,70 -0.023-0.023

2.2. cauciuc/cauciuc/lemnlemn

3636 0,720,72 0,7230,723 -0.003-0.003 0.0170.017 0.7060.706

3.3. 3737 0,750,75 0.0270.027

Sursa erorilorSursa erorilor

Erorile au rezultat datorita exprimarii aproximative a zecimalelor si a valorilor lui α.

Compararea rezultatelor din Compararea rezultatelor din cele doua metode - cele doua metode - µµmedmed

Metoda Metoda folositafolosita

lemn/lemnlemn/lemn metal/metal/lemnlemn

cauciuc/ cauciuc/ lemnlemn

Metoda Metoda planului planului orizontalorizontal

0.280.28 0.440.44 0.630.63

Metoda Metoda planului planului inclinatinclinat

0.320.32 0.360.36 0.720.72

Forta de frecare la Forta de frecare la rostogolirerostogolire

Frecarea la rostogolireFrecarea la rostogolire

Forta de frecare la rostogolire este rezistenta care apare cand un obiect rotund, cum ar fi o minge sau o rola, se rostogoleste pe o suprafata plana, in MRU. Aceasta este cauzata in principal de deformarea obiectului, de deformarea suprafetei sau de ambele. Alti factori care contribuie:

► raza rotii; ► aderenta de suprafata,  cât şi faţă de micro -

alunecarea între suprafeţele de contact.   Depinde foarte mult de materialul roţii sau al pneului şi de felul  terenului.

Frecarea fluidaFrecarea fluida

Frecarea fluidaFrecarea fluida

► Frecarea fluida se produce intre doua straturi fluide Frecarea fluida se produce intre doua straturi fluide (lichide sau gaze) care se misca in directii diferite si (lichide sau gaze) care se misca in directii diferite si cu viteze diferite.cu viteze diferite.

► Termenul care descrie cel mai bin frecarea fluida e Termenul care descrie cel mai bin frecarea fluida e “viscozitatea”. Prin viscozitatte se intelege “viscozitatea”. Prin viscozitatte se intelege “grosimea” fluidului.“grosimea” fluidului.

► Apa e un fluid mai subtire, iar mierea e un fluid mai Apa e un fluid mai subtire, iar mierea e un fluid mai gros.gros.

► Orice fluid existent are o oarecare rezistenta la stres, Orice fluid existent are o oarecare rezistenta la stres, dar fluidul care nu are, se numeste fluidul ideal.dar fluidul care nu are, se numeste fluidul ideal.

► Mai exista si frecarea lubrificata care se produce in Mai exista si frecarea lubrificata care se produce in cazul in care exista un fluid care se intrpune unor cazul in care exista un fluid care se intrpune unor corpuri solide case se deplaseaza unul peste altul.corpuri solide case se deplaseaza unul peste altul.

Efectele bnefice ale frecariiEfectele bnefice ale frecarii

Efectele pozitive ale frecariiEfectele pozitive ale frecarii

►Frecarea ii este necesara unui corp Frecarea ii este necesara unui corp pentru a isi schimba starea de MRU. pentru a isi schimba starea de MRU. Un om nu s-ar putea deplasa daca nu Un om nu s-ar putea deplasa daca nu ar exista frecarea.ar exista frecarea.

►Se poate spune ca fara frecare, la fel Se poate spune ca fara frecare, la fel ca si oricare alta forta, nu ar fi existat ca si oricare alta forta, nu ar fi existat universul.universul.

Efectele daunatoare ale Efectele daunatoare ale frecariifrecarii

Efectele daunatoare ale Efectele daunatoare ale frecariifrecarii

► Principalul efect daunator al acestei forte Principalul efect daunator al acestei forte este faptul ca frecarea ingreuneaza este faptul ca frecarea ingreuneaza deplasarea corpurilor.deplasarea corpurilor.

► De exemplu, frecarea care se produce intre De exemplu, frecarea care se produce intre o masina si aer sau intre rotile acesteia si o masina si aer sau intre rotile acesteia si asfalt, se opune deplasarii.asfalt, se opune deplasarii.

► Alt exemplu este frecarea care se produce Alt exemplu este frecarea care se produce intre un delfin si apa din ocean. Este intre un delfin si apa din ocean. Este necesar ca delfinul sa depuna un oarecare necesar ca delfinul sa depuna un oarecare efort pentru a se putea deplasa.efort pentru a se putea deplasa.

BibliografiaBibliografia

►http://www.en.wikipedia.org/wiki/Frictihttp://www.en.wikipedia.org/wiki/Frictionon

►Manualul de fizica clasa a IX-a Manualul de fizica clasa a IX-a Cleopatra si Nicolae Gherbanovschi, Cleopatra si Nicolae Gherbanovschi, editura Niculescueditura Niculescu

► Imagini: Imagini: http://http://www.google.rowww.google.ro//