دانشکده

دانلود فایل ها و تحقیقات دانشگاهی ,جزوات آموزشی

دانشکده

دانلود فایل ها و تحقیقات دانشگاهی ,جزوات آموزشی

تحقیق درمورد ترمز و اجزای آن 51 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 49

 

اساس کار ترمز بر مبنای اصطکاک بین دو سطح است. مقدار اصطکاک بسته به نیروی اعمال شده بین دو سطح، زبری و جنس سطوح تغییر می کند.

وقتی راننده پدال ترمز را فشار می دهد و ترمزها به کار می افتند، سیالی از داخل لوله های روغن عبور می کند و به مکانیسمهای ترمزگیری در چرخها می رسد. این مکانیسمهای ترمزگیری به قطعات چرخان نیرو وارد می کنند تا حرکت چرخها کند شود یا چرخها از حرکت باز ایستند. مکانیسمهای ترمز چرخ بر دو نوعند : کاسه ای و دیسکی. در ترمز کاسه ای فشار روغن، کفشکهای ترمز لنت کوبی شده را به یک کاسه چرخان یا کاسه چرخ می فشارد. در ترمز دیسکی، فشار روغن لنتهای ترمز را به دیسکی چرخان می فشارد. اصطکاک بین کفشها یا لنت ترمزهای ساکن با کاسه یا دیسک چرخان منشا عمل ترمزگیری است که سبب کند شدن حرکت یا توقف چرخها می شود.

اگر راننده خیلی محکم ترمز بگیرد، بطوریکه چرخها قفل شوند، اصطکاک بین لاستیکها و سطح جاده از نوع جنبشی خواهد بود. اگر ترمز خیلی محکم گرفته نشود، چرخها به چرخیدن ادامه خواهند داد، در این حالت با اصطکاک ایستائی سروکار داریم؛ یعنی اصطکاک در آستانه حرکت که مقدار آن نیز از اصطکاک جنبشی بیشتر است. در صورتیکه چرخها قفل نشوند، خودرو پیش از توقف مسافت کمتری را می پیماید و زودتر متوقف می شود. اما ترمز را همواره باید چنان گرفت که چرخها در آستانه قفل شدن باشند. این اصل اساس کار سیستم ترمز قفل نشو یا ABS است. این سیستم مانع قفل شدن چرخها و سر خوردن لاستیکها در هنگام ترمزگیری شدید می شود. در نتیجه خودرو سریعتر، در فاصله کوتاهتر و با کنترل خوب متوقف می شود.

اجزای ترمز

سیستم ترمز پائی شامل دو بخش اصلی است. این بخشها عبارتند از سیلندر اصلی یا پمپ زیر پا و مکانیسمهای ترمز کاسه ای یا دیسکی در چرخها. پمپ زیر پا یک پمپ پیستونی رفت و برگشتی است. وقتی راننده پدال را فشار می دهد، این فشار به سیستم هیدرولیکی منتقل می شود، روغن ترمز از پمپ زیر پا وارد لوله های روغن می شود و به مکانیسمهای ترمز می رسد. (شکل4-1) با افزایش فشار هیدرولیکی کفشکها یا لنت ترمزها به کاسه ها یا دیسکهای چرخان فشرده می شوند، در نتیجه نیروی مکانیکی پدال ترمز به نیروی هیدرولیکی وارد بر مکانیسمهای ترمز چرخ تبدیل می شود.

 

شکل 4-1 اجزای ساده سیستم ترمز

 در اکثر خودروها، ترمزهای چرخها دو به دو با هم عمل می کنند. بدین صورت که معمولاً در خودروهای دیفرانسیل عقب دو چرخ عقب از یک لوله روغن و چرخهای جلو از یک لوله روغن مجزا استفاده می کنند. در بسیاری از خودروهای دیفرانسیل جلو نیز چرخها بصورت ضربدری هرکدام به یک لوله متصلند. (شکل4-2) مجزا کردن سیستم هیدرولیکی به دو بخش ، ایمنی خودرو را افزایش می دهد. اگر یکی از بخشها نشتی روغن داشته باشد و کار کند، بخش دیگر به کار خود ادامه می دهد و خودرو را متوقف می کند. به ندرت ممکن است هر دو بخش همزمان از کار بیفتند. در سیستمهای قدیمی، سیلندر اصلی یا پمپ زیر پا فقط یک پیستون داشت. در این سیستمها وقتی در نقطه ای از سیستم هیدرولیکی عیبی بروز می کرد، خودرو دیگر ترمز نمی گرفت.

 

شکل4-2 نحوه تقسیم فشار هیدرولیک بین چرخها

ترمز بوستری

اکثر خودروها به سیستم ترمز بوستری مجهزند. در این نوع سیستم وارد کردن نیروی نسبتاً کمی بر پدال ترمز



خرید و دانلود تحقیق درمورد ترمز و اجزای آن 51 ص


تحقیق درمورد اصطکاک 10 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

 

« اصطحکاک »

برداشت:

اصطحکاک نیرویی است که هنگامی که سطح جسمی بر سطح دیگر تماس پیدا کرد در مقابل حرکت مقاومت و ایستادگی می کند. در یک وسیله نقلیه ، اصطحکاک مزیت های مکانیکی را کاهش می دهد ، یا نسبت تولید انرژی به مصرف انرژی یک اتومبیل به طور مثال ، از انرژی خود را در کاهش اصطحکاک مصرف می کند. هنوز اصطحکاک در تایرها است که به اتومبیل اجازه می‌دهد که در جاده بماند و اصطحکاک در کلاج امکان رانندگی کردن را در هر شرایطی بوجود می آورد در مسابقات اتومبیل رانی ساختار مولکولی ، اصطحکاک یکی از مهمترین پدیده ها در جهان فیزیکی است.

« چگونه اتومبیل به کار می افتد؟»

تعریفی از اصطحکاک بعنوان نیرویی که هنگامی سطحی از جسمی بر سطح جسم دیگر مماس می‌شود در مقابل حرکت مقاومت می کند دقیقاً نمی دانند که آن چیست؟ ترجیحاً، اظهاراتی که نشان دهنده اصطحکاک در اصطلاح چگونگی عکس العمل اجسام را شرح می دهند یک متن بی‌مایه و بدون مغز، مفهومی از الکتریسیته بیان می شود ، مانند: نیرویی که ابزارات الکتریکی را به حرکت درمی آورد. علت اینکه چرا اصطحکاک نمی تواند بیشتر به طور قاطع شناخته شود ، خیلی ساده است چون فیزیکدانان کاملاً اطلاع ندارند که آن چیست؟ ترجیحاً و اظهاراتی نشان دهنده اصطحکاک در شرایطی از چگونگی عکس العمل اجسام را نشان می دهد. یک متن بی‌مایه از یک تعریف الکترسیته بیان شد و مانند: « نیرویی که ابزارات الکتریکی را به حرکت در می آورد » علت اینکه چرا اصطحکاک نمی تواند بیشتر به طور قاطع شناخته شود ساده است: فیزیکدانان کاملاً اطلاع ندارند که آن چیست؟

قانون حرکتی از اسحاق نیوتن ( 1727 ـ 1642 ) به عنوان محصولی از افزایش شتاب جرمی تعیین شد حقیقت این است که نیرویی بسیار اساسی است که آن با تغییرات درست مقابله می کند. بجز در عناصری که آن را تشکیل می دهد و با نیرو مقایسه می شود. اصطحکاک نسبتاً به آسانی شناخته می شود.

در حقیقت اصطحکاک قسمتی از کل نیرو عمل می کند که بیشتر در مقابل حرکت و جنبش که در موقعیتهای زیادی رخ می دهد مخالفت می کند. بنابراین ، جاذبه نیز اینگونه عمل می کند ، جاذبه برخلاف نیروی خودش ، خیلی آسانتر توضیح داده می شود. جاذبه نقش مهمی در اصطحکاک دارد ، که آن اثری منفی دارد و نیازمند بررسی است. اولین قانون نیوتن اینرسی را بیان می کند و گرانیتی اجسام در جهان فیزیکی که گاهگاهی به جای اصطحکاک اشتباه گرفته می شود. هنگامی که یک جسم در حال حرکت یا در حالت سکون است از حالتهای قانون اول است و جسم در آن حالت در کمترین سرعت ثابت که آن برای یک جسم ساکن صفر است باقی خواهد ماند یا تا یک نیروی خارجی روی آن عمل می کند این گرایش به باقی ماندن در یک حالت معین از حرکت اینرسی است. اینرسی یک نیرو نیست ابر برخلاف آنچه گفته شد و یک مقدار خیلی کمی از نیرو ممکن است حرکت یک جسم را شتاب دهد بنابراین غلبه بر اینرسی اش می کند. بنابراین اینرسی یک بخش از نیرو است و هنگامیکه جرم یک مقیاس از اینرسی است. در صورتی نیروی جاذبه ، جرم ضرب می شود توسط شتاب به دلیل جاذبه در جرم افزوده می شود. آن برابر است با 32 فوت 2ثانیه . مردم هر روز از زندگی با اصطحکاک است ، در سه قانون حاکم در اصطحکاک میان یک جسم ساکن و سطحی که با آن در تماس است قرار می گیرد ، بر طبق اولین قانون و اصطحکاک متناسب با وزن جسم است دومین قانون بیان می کند که اصطحکاک بوسیله سطح ناحیه ای از جسم ، تخمین زده نمی شود تنها در آن قسمتی که مماس می شود بر سطح جسمی که در حال سکون است. در حقیقت ناحیه تماس میان جسم و سطح یک متغیر وابسته و یک نقشی از وزن است.

دومین قانون ممکن است به نظر واضح برسد و اگر آن قصد داشته باشد از یک جسم نسبتاً کشسان صحبت کند. یک جعبه آشغال که با گذاشتن روزنامه ها پر شده است روی یک کف بتونی در ته گاراژ گذاشته شده است به واضح است اگر روزنامه های بیشتری به آن اضافه گردد وزن آن افزایش می یابد سطح ناحیه اش به همان خوبی افزایش می یابد امَا چه می شد اگر یکی بودند یک جعبه مقوایی بزرگ از نوع جعبه های کارتونی که تلویزیون ها و کامپیوترها را با آن حمل می کنند. تا یک بلوک بتونی معمولی از نوع بکار برده در مصالحی برای احداث ساختمان مسکونی مقایسه می شوند؟ ظاهراً بلوک اصطحکاک بیشتری در مقابل کف بتونی دارد امّا در یک موقعیت یکسان واضح است که برخلاف وزن زیادش بلوک سطح ناحیه کمتری از جعبه مقوایی دارد چگونه می تواند این طور باشد؟

جواب این است که ناحیه سطحی صد در صد کاملاً بیشتر از آنچه که با چشمانمان می بینیم است اصطحکاک در یک سطح ناپیدا با چشمان غیر مسطح رخ می دهد و شامل نیروهای چسبنده میان مولکولهایی که روی سطح هایی که روی یکدیگر بوسیله نیروی وزن تحت فشار قرار می گیرند . این است شبیه به رفتار در آنچه هنگامی که از طریق یک لنز بسیارقوی بررسی و دیده می شود و 2 تکه مکمل از ولکرو به عنوان یک جنگل از قلابها روی یک طرف آشکار می شود و موج‌های دریا در یک طرف دیگر.

روی یک سطح شیب دار که از ساختار مولکولی تشکیل شده است ، سطحهای اجسام مانند کوه‌ها و دره‌ها ظاهر می شود هیچ چیزی و در حقیقت صاف و هموار نیست هنگامیکه روی این مقیاسی بررسی می شود و بعد از یک منظر مولکولی ، آن واضح و آشکار می شود که دو جسمی که در تماس واقعاً یکدیگر را فقط در مکانهایی لمس می کنند. یک افزایش وزن ، بنابراین ، از فشردن اجسام به یکدیگر آغاز می شود علت یک افزایش وزن در واقع تماس ناحیه مولکولی با یکدیگر است. از این به بعد ناحیه ای از تماس متناسب با وزن است. فقط یک به عنوان دومین قانون درباره اصطحکاک بیان می کند که ناحیه سطح تماس اصطحکاک را تعیین نمی کند (امّا بیشتر و وزن ناحیه سطح مماس مشخص می شود سومین قانون گرفته می شود که اصطحکاک مستقل از سرعتی است که یک جسم در طول یک سطح حرکت کرده‌ و فراهم می آورد که سرعت صفر نیست.

دلیلی برای این آماده سازی است که یک جسم با هیچ سرعتی که است یک هنوز کاملاً ایستاده موضوعی که اغلب فرم قوی از اصطحکاک ، اصطحکاک ساکن است آخری است اصطحکاکی که یک جسم ساکن باید در حرکت بودن جسم غلبه کند بنابراین ، این نباید با اینرسی اشتباه گرفته



خرید و دانلود تحقیق درمورد اصطکاک 10 ص


تحقیق درمورد آزمایش فیزیک 33 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 39

 

اندازه‌گیری ضریب اصطکاک

مابین سطوح (تخت و منحنی)

منظور از انجام آزمایش:

پیدا کردن ضریب اصطکاک جنبشی، ، و ایستایی، ، با استفاده از سطح افقی و سطح شیب‌دار و ضریب اصطکاک نخ روی استوانه (سطح منحنی).

مقدمه:

وقتی جسمی روی یک سطح افقی در حال سکون قرار دارد، نیروهای وارد بر آن عبارتند از: نیروی وزن و نیروی واکنش عمودی سطح؛ شکل الف. حال سعی می‌کنیم جسم را با نیروی F به حرکت درآوریم و از مقادیر کوچک F شروع می‌کنیم. وقتی F=F1 است و جسم هنوز در حال سکون است، باید چنین تعبیر کنیم که از طرف سطح زیرین بر آن نیروی fs1 که مساوی و مخالف F1 است، وارد می‌شود شکل ب. F را افزایش می‌دهیم. برای F=F2 نیز همان استدلال را داریم، ولی در اینجا نیروی افقی که از طرف سطح به جسم وارد می‌شود، بیشتر از حالت (ب) است، شکل ج. مقدار F را به تدریج می‌افزاییم. به ازاء F=FL بالاخره جسم شروع به حرکت می‌کند. معلوم می‌شود نیرویی که از طرف سطح به جسم وارد می‌شود، نمی‌تواند از حد معینی بیشتر شود. این نیروها را که در حالات مختلف از طرف سطح به جسم وارد می‌شود، نیروی اصطکاک ایستایی می‌نامند. این نیروها در اثر نیروهای جاذبه بین مولکول‌های جسم و مولکول‌های سطح بوجود می‌آید. با کشیدن جسم روی سطح سعی می‌کنیم این پیوندها را قطع کنیم و در نتیجه با مقاومت مواجه می‌شویم.

نیروی اصطکاک ایستایی را با fs نمایش می‌دهند. با استفاده از مطالب فوق نتایج زیر بدست می‌آید. وقتی جسمی روی سطحی در حال سکون است، ولی با اعمال یک نیروی کشش، میل به حرکت دارد، نیرویی از طرف سطح بر آن وارد می‌شود که مقدارش بستگی به نیروی اعمال شده دارد. این نیرو را، نیروی اصطکاک ایستایی می‌گویند و مقدارش بین دو حد زیر متغیر است.

 

نیروی اصطکاک ایستایی وارد بر جسم در آستانه حرکت است. وقتی جسم از جایگاه خود کنده شد و به حرکت درآمد، باز هم نوعی نیروی اصطکاک از طرف سطح به آن وارد می‌شود، ولی مقدار آن از کمتر است و آن را می‌نامیم، شکل ج. پس همواره:

 

تجربه نشان می‌دهد که و هر دو با نیروی عمودی سطح، N، متناسب هستند. ضریب تناسب را که به جنس دو سطح بستگی دارد، ضریب اصطکاک می‌نامند و به ترتیب با نمایش می‌دهند، بنابراین:

 

ضریب اصطکاک ایستایی

ضریب اصطکاک جنبشی

نیروی N در حالتی که سطح افقی باشد، برابر mg است. بنابراین می‌توان با نیروسنج جسم را روی سطح کشید و نیروی کشش در آستانه حرکت یعنی FL، را تعیین و از رابطه (1)، را حساب کرد. با همین روش می‌توان نیروی کشش وارد بر جسم در حال حرکت یکنواخت را تعیین کرد و از رابطه (2) ضریب اصطکاک جنبشی را بدست آورد.

اگر جسم مطابق شکل زیر، روی سطح شیبدار، بدون حرکت قرار داشته باشد، داریم: . نیروی محرک بر جسم وارد می‌شود و نیروی اصطکاک ایستایی در جهت مخالف آن بر جسم اثر می‌کند. چنانچه زاویه سطح شیبدار با افق قابل تغییر باشد، آن را طوری تنظیم کنیم که جسم در آستانه حرکت قرار گیرد، داریم:

 

با اندازه‌گیری می‌توان ضرایب اصطکاک را بدست آورد.

در حالتی که دو سطح متکی، تخت نبوده، بلک خمیده باشند، مانند حالتی که ریسمانی روی بدنه یک استوانه، نظیر شکل زیر کشیده می‌شود، می‌توان از رابطه زیر برای بدست آوردن ضریب اصطکاک استفاده کرد.

 

که در آن، نیروهای کشش در دو طرف ریسمان است. اگر باشد، واضح است که ریسمان در جهت حرکت می‌کند و نیروی اصطکاک، هم جهت با است. در این رابطه کمان یا زاویه تماس ریسمان با استوانه است. در این آزمایش اگر ریسمان در آستانه حرکت قرار گیرد، بدست می‌آید و اگر حرکت یکنواخت داشته باشد، اندازه‌گیری می‌شود.

وسایل مورد نیاز:

دستگاه سطح شیب‌دار، تراز، نیروسنج، وزنه‌های مختلف، ترازو، قطعات چوبی که در یک طرف آنها صفحه‌ای از جنس دیگر (مانند پلاستیک، لاستیک، فلز و ...) چسبانده شده، دو عدد پایه و گیره، دو عدد کفه، قرقره، استوانه چوبی و نخ محکم.

روش آزمایش:



خرید و دانلود تحقیق درمورد آزمایش فیزیک 33 ص


تحقیق در مورد آزمایش فیزیک 33 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 39

 

اندازه‌گیری ضریب اصطکاک

مابین سطوح (تخت و منحنی)

منظور از انجام آزمایش:

پیدا کردن ضریب اصطکاک جنبشی، ، و ایستایی، ، با استفاده از سطح افقی و سطح شیب‌دار و ضریب اصطکاک نخ روی استوانه (سطح منحنی).

مقدمه:

وقتی جسمی روی یک سطح افقی در حال سکون قرار دارد، نیروهای وارد بر آن عبارتند از: نیروی وزن و نیروی واکنش عمودی سطح؛ شکل الف. حال سعی می‌کنیم جسم را با نیروی F به حرکت درآوریم و از مقادیر کوچک F شروع می‌کنیم. وقتی F=F1 است و جسم هنوز در حال سکون است، باید چنین تعبیر کنیم که از طرف سطح زیرین بر آن نیروی fs1 که مساوی و مخالف F1 است، وارد می‌شود شکل ب. F را افزایش می‌دهیم. برای F=F2 نیز همان استدلال را داریم، ولی در اینجا نیروی افقی که از طرف سطح به جسم وارد می‌شود، بیشتر از حالت (ب) است، شکل ج. مقدار F را به تدریج می‌افزاییم. به ازاء F=FL بالاخره جسم شروع به حرکت می‌کند. معلوم می‌شود نیرویی که از طرف سطح به جسم وارد می‌شود، نمی‌تواند از حد معینی بیشتر شود. این نیروها را که در حالات مختلف از طرف سطح به جسم وارد می‌شود، نیروی اصطکاک ایستایی می‌نامند. این نیروها در اثر نیروهای جاذبه بین مولکول‌های جسم و مولکول‌های سطح بوجود می‌آید. با کشیدن جسم روی سطح سعی می‌کنیم این پیوندها را قطع کنیم و در نتیجه با مقاومت مواجه می‌شویم.

نیروی اصطکاک ایستایی را با fs نمایش می‌دهند. با استفاده از مطالب فوق نتایج زیر بدست می‌آید. وقتی جسمی روی سطحی در حال سکون است، ولی با اعمال یک نیروی کشش، میل به حرکت دارد، نیرویی از طرف سطح بر آن وارد می‌شود که مقدارش بستگی به نیروی اعمال شده دارد. این نیرو را، نیروی اصطکاک ایستایی می‌گویند و مقدارش بین دو حد زیر متغیر است.

 

نیروی اصطکاک ایستایی وارد بر جسم در آستانه حرکت است. وقتی جسم از جایگاه خود کنده شد و به حرکت درآمد، باز هم نوعی نیروی اصطکاک از طرف سطح به آن وارد می‌شود، ولی مقدار آن از کمتر است و آن را می‌نامیم، شکل ج. پس همواره:

 

تجربه نشان می‌دهد که و هر دو با نیروی عمودی سطح، N، متناسب هستند. ضریب تناسب را که به جنس دو سطح بستگی دارد، ضریب اصطکاک می‌نامند و به ترتیب با نمایش می‌دهند، بنابراین:

 

ضریب اصطکاک ایستایی

ضریب اصطکاک جنبشی

نیروی N در حالتی که سطح افقی باشد، برابر mg است. بنابراین می‌توان با نیروسنج جسم را روی سطح کشید و نیروی کشش در آستانه حرکت یعنی FL، را تعیین و از رابطه (1)، را حساب کرد. با همین روش می‌توان نیروی کشش وارد بر جسم در حال حرکت یکنواخت را تعیین کرد و از رابطه (2) ضریب اصطکاک جنبشی را بدست آورد.

اگر جسم مطابق شکل زیر، روی سطح شیبدار، بدون حرکت قرار داشته باشد، داریم: . نیروی محرک بر جسم وارد می‌شود و نیروی اصطکاک ایستایی در جهت مخالف آن بر جسم اثر می‌کند. چنانچه زاویه سطح شیبدار با افق قابل تغییر باشد، آن را طوری تنظیم کنیم که جسم در آستانه حرکت قرار گیرد، داریم:

 

با اندازه‌گیری می‌توان ضرایب اصطکاک را بدست آورد.

در حالتی که دو سطح متکی، تخت نبوده، بلک خمیده باشند، مانند حالتی که ریسمانی روی بدنه یک استوانه، نظیر شکل زیر کشیده می‌شود، می‌توان از رابطه زیر برای بدست آوردن ضریب اصطکاک استفاده کرد.

 

که در آن، نیروهای کشش در دو طرف ریسمان است. اگر باشد، واضح است که ریسمان در جهت حرکت می‌کند و نیروی اصطکاک، هم جهت با است. در این رابطه کمان یا زاویه تماس ریسمان با استوانه است. در این آزمایش اگر ریسمان در آستانه حرکت قرار گیرد، بدست می‌آید و اگر حرکت یکنواخت داشته باشد، اندازه‌گیری می‌شود.

وسایل مورد نیاز:

دستگاه سطح شیب‌دار، تراز، نیروسنج، وزنه‌های مختلف، ترازو، قطعات چوبی که در یک طرف آنها صفحه‌ای از جنس دیگر (مانند پلاستیک، لاستیک، فلز و ...) چسبانده شده، دو عدد پایه و گیره، دو عدد کفه، قرقره، استوانه چوبی و نخ محکم.

روش آزمایش:



خرید و دانلود تحقیق در مورد آزمایش فیزیک 33 ص


تحقیق در مورد آزمایش فیزیک 33 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 39

 

اندازه‌گیری ضریب اصطکاک

مابین سطوح (تخت و منحنی)

منظور از انجام آزمایش:

پیدا کردن ضریب اصطکاک جنبشی، ، و ایستایی، ، با استفاده از سطح افقی و سطح شیب‌دار و ضریب اصطکاک نخ روی استوانه (سطح منحنی).

مقدمه:

وقتی جسمی روی یک سطح افقی در حال سکون قرار دارد، نیروهای وارد بر آن عبارتند از: نیروی وزن و نیروی واکنش عمودی سطح؛ شکل الف. حال سعی می‌کنیم جسم را با نیروی F به حرکت درآوریم و از مقادیر کوچک F شروع می‌کنیم. وقتی F=F1 است و جسم هنوز در حال سکون است، باید چنین تعبیر کنیم که از طرف سطح زیرین بر آن نیروی fs1 که مساوی و مخالف F1 است، وارد می‌شود شکل ب. F را افزایش می‌دهیم. برای F=F2 نیز همان استدلال را داریم، ولی در اینجا نیروی افقی که از طرف سطح به جسم وارد می‌شود، بیشتر از حالت (ب) است، شکل ج. مقدار F را به تدریج می‌افزاییم. به ازاء F=FL بالاخره جسم شروع به حرکت می‌کند. معلوم می‌شود نیرویی که از طرف سطح به جسم وارد می‌شود، نمی‌تواند از حد معینی بیشتر شود. این نیروها را که در حالات مختلف از طرف سطح به جسم وارد می‌شود، نیروی اصطکاک ایستایی می‌نامند. این نیروها در اثر نیروهای جاذبه بین مولکول‌های جسم و مولکول‌های سطح بوجود می‌آید. با کشیدن جسم روی سطح سعی می‌کنیم این پیوندها را قطع کنیم و در نتیجه با مقاومت مواجه می‌شویم.

نیروی اصطکاک ایستایی را با fs نمایش می‌دهند. با استفاده از مطالب فوق نتایج زیر بدست می‌آید. وقتی جسمی روی سطحی در حال سکون است، ولی با اعمال یک نیروی کشش، میل به حرکت دارد، نیرویی از طرف سطح بر آن وارد می‌شود که مقدارش بستگی به نیروی اعمال شده دارد. این نیرو را، نیروی اصطکاک ایستایی می‌گویند و مقدارش بین دو حد زیر متغیر است.

 

نیروی اصطکاک ایستایی وارد بر جسم در آستانه حرکت است. وقتی جسم از جایگاه خود کنده شد و به حرکت درآمد، باز هم نوعی نیروی اصطکاک از طرف سطح به آن وارد می‌شود، ولی مقدار آن از کمتر است و آن را می‌نامیم، شکل ج. پس همواره:

 

تجربه نشان می‌دهد که و هر دو با نیروی عمودی سطح، N، متناسب هستند. ضریب تناسب را که به جنس دو سطح بستگی دارد، ضریب اصطکاک می‌نامند و به ترتیب با نمایش می‌دهند، بنابراین:

 

ضریب اصطکاک ایستایی

ضریب اصطکاک جنبشی

نیروی N در حالتی که سطح افقی باشد، برابر mg است. بنابراین می‌توان با نیروسنج جسم را روی سطح کشید و نیروی کشش در آستانه حرکت یعنی FL، را تعیین و از رابطه (1)، را حساب کرد. با همین روش می‌توان نیروی کشش وارد بر جسم در حال حرکت یکنواخت را تعیین کرد و از رابطه (2) ضریب اصطکاک جنبشی را بدست آورد.

اگر جسم مطابق شکل زیر، روی سطح شیبدار، بدون حرکت قرار داشته باشد، داریم: . نیروی محرک بر جسم وارد می‌شود و نیروی اصطکاک ایستایی در جهت مخالف آن بر جسم اثر می‌کند. چنانچه زاویه سطح شیبدار با افق قابل تغییر باشد، آن را طوری تنظیم کنیم که جسم در آستانه حرکت قرار گیرد، داریم:

 

با اندازه‌گیری می‌توان ضرایب اصطکاک را بدست آورد.

در حالتی که دو سطح متکی، تخت نبوده، بلک خمیده باشند، مانند حالتی که ریسمانی روی بدنه یک استوانه، نظیر شکل زیر کشیده می‌شود، می‌توان از رابطه زیر برای بدست آوردن ضریب اصطکاک استفاده کرد.

 

که در آن، نیروهای کشش در دو طرف ریسمان است. اگر باشد، واضح است که ریسمان در جهت حرکت می‌کند و نیروی اصطکاک، هم جهت با است. در این رابطه کمان یا زاویه تماس ریسمان با استوانه است. در این آزمایش اگر ریسمان در آستانه حرکت قرار گیرد، بدست می‌آید و اگر حرکت یکنواخت داشته باشد، اندازه‌گیری می‌شود.

وسایل مورد نیاز:

دستگاه سطح شیب‌دار، تراز، نیروسنج، وزنه‌های مختلف، ترازو، قطعات چوبی که در یک طرف آنها صفحه‌ای از جنس دیگر (مانند پلاستیک، لاستیک، فلز و ...) چسبانده شده، دو عدد پایه و گیره، دو عدد کفه، قرقره، استوانه چوبی و نخ محکم.

روش آزمایش:



خرید و دانلود تحقیق در مورد آزمایش فیزیک 33 ص