I - MỤC ĐÍCH

- Vận dụng phương pháp động lực học để nghiên cứu lực ma sát trượt tác dụng vào vật chuyển động.

- Đo hệ số ma sát trượt, so sánh giá trị thu được với số liệu đã cho trong Bảng 13.1 (Bài 13 - SGK Vật Lí 10).

II - CƠ SỞ LÍ THUYẾT

- Căn cứ vào sự chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng khiα ≥ α₀ (α₀ là góc nghiêng của máng so với mặt phẳng nằm ngang). Vật chuyển động trượt xuống với gia tốc a, ta có:

a = g (sinα - μ_t cosα)    (16.1)

- Độ lớn của a phụ thuộc vào α và μ_t(hệ số ma sát trượt)

- Ta có công thức hệ số ma sát trượt μ_t:

  (16.2)

- Xác định được α và a ta xác định được μ_t.

+ Xác định α bằng thước đo.

+ Đo a nhờ công thức: .

- Đo s bằng thước thẳng, đo t bằng đồng hồ hiện số.

III - DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

1. Mặt phẳng nghiêng có gắn nam châm điện, thước đo góc và quả dọi.

Hình 16.1. Ảnh chụp bộ thí nghiệm

Hình 16.2. Ảnh chụp bộ thí nghiệm (loại khác)

2. Hộp công tắc để đóng ngắt dòng điện vào nam châm điện.

3. Giá đỡ mặt phẳng có khớp nối, thay đổi độ cao ủa mặt phẳng nghiêng.

4. Trục kim loại bằng thép: d = 3cm, h = 3cm.

5. Máy đo thời gian hiện số có cổng quang điện E.

Hình 16.2. Ảnh chụp đồng hồ đo thời gian hiện số

6. Thước thẳng chia đến milimet.

7. Ke vuông để xác định vị trí của vật.

IV - LẮP RÁP THÍ NGHIỆM

1. Vệ sinh mặt phẳng nghiêng, trụ thép bằng khăn sạch, khô, kiểm tra lỗ hở cổng quang.

2. Lắp đầu mặt phẳng nghiêng có nam châm điện lên giá đỡ, cắm phích của nam châm vào hộp công tắc và cắm phích của hộp công tắc vào ổ A của đồng hồ, cám phích của cổng quang E vào ổ B của đồng hồ.

3. Điều chỉnh để góc α nhỏ sao cho đặt trụ thép lên không tự trượt được. Điều chỉnh thăng bằng của máng nghiêng nhờ vít ở chân đế sao cho dây dọi song song với băng đo góc.

V - TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

1. Xác định góc nghiêng giới hạn α₀ để vật bắt đầu trượt

- Đặt trụ thép đứng trên mặt phẳng nghiêng rồi tăng dần α bằng cách nới lỏng hãm.

- Khi vật bắt đầu trượt thì dừng lại rồi đọc và ghi góc α₀ vào báo cáo.

2. Đo hệ số ma sát trượt

- Đưa đầu mặt phẳng nghiêng lên cao thêm một chút để cho α > α₀. Đọc và ghi lại giá trị của α vào báo cáo.

- Chỉnh lại thăng bằng của máng nghiêng.

- Kiểm tra phích cắm rồi cắm phích đồng hồ vào nguồn điện.

- Chuyển đồng hồ đo thời gian làm việc ở MODE AnB thang đo 9,999 rồi ấn khóa K, tiếp đó đặt trụ thép lên mặt phẳng nghiêng sát vào nam châm điện.

- Dùng ke xác định vị trí ban đầu trụ thép S_o ( đáy trụ thép tiếp xác với MPN). Ghi lại giá trị S_o.

- Dịch chuyển cổng quang E đến vị trí cách S_o một khoảng S = 400 mm rồi cố định lại.

- Nhấn RESET trên đồng hồ để đưa về chỉ thị 0000.

- Ấn nút trên hộp công tắc để thả vật trượt trên máng rồi thả nhanh tay khi trụ chưa đến E.

- Đọc và ghi thời gian vào bản báo cáo.

- Tiến hành làm 5 lần để xác định thời gian t₁, t₂…t₅ ghi vào báo cáo.

* Nhấn nút    để xem mô phỏng trình tự thí nghiệm!

* Kết thúc thí nghiệm

- Tắt nguồn điện vào đồng hồ, rút phích cắm điện ra khỏi nguồn điện.

- Thu dọn dụng cụ gọn gàng ngăn nắp.

- Tính toán theo yêu cầu của bản báo cáo.