実験 摩擦係数

●目 的
 最大摩擦力と動摩擦力の測定を行い,静止摩擦係数と動摩擦係数を求める。垂直抗力との関係も考察する。

●準 備
 ばねばかり,升(木製),スタンド,おもり(10個程度)

●方 法
(1)升の質量を測る。
(2)図のように,器具をセットする。升の下に本やノート,または下敷きなどを置き,ばねばかりが水平になるよう高さを調節する。

(3)接触する面はきれいにふいておく。

<最大摩擦力>
(4)本などを引っ張り,升が滑り始める直前のばねばかりの目盛りを読む(これが最大摩擦力に等しい値)。5回行い,その平均をレポートに記入する。
(5)升におもりを乗せる。(つまり垂直抗力が増加する)
(6)(4)の実験をする。
(7)さらにおもりを乗せて,実験をくり返す。
(8)静止摩擦係数を求める。
(9)最大摩擦力と垂直抗力の関係をグラフから確認する。

<動摩擦力>
(10)本などを引っ張り,升がなめらかに滑っているときのばねばかりの目盛りを読む。(これが動摩擦力に等しい値)5回行い,その平均をレポートに記入する。
(11)升におもりを乗せる。(つまり垂直抗力が増加する)
(12)(10)の実験をする。
(13)さらにおもりを乗せて,実験をくり返す。
(14)動摩擦係数を求める。
(15)動摩擦力と垂直抗力の関係をグラフから確認する。

(16)最大摩擦力と動摩擦力の大小関係,静止摩擦係数と動摩擦係数の大小関係を考える。


※力の単位を[kgw]にしても[N]にしても,摩擦係数は同じ値であるので,計算の煩雑さをさけるため,本実験は[kgw]または[gw]単位でレポートせよ。


●グラフの考察
@最大摩擦力と垂直抗力の関係はどのようになっているか

Aグラフから静止摩擦係数を求めよ

B動摩擦力と垂直抗力の関係はどのようになっているか

Cグラフから動摩擦係数を求めよ

D最大摩擦力と動摩擦力の大小関係をいえ

E静止摩擦係数と動摩擦係数の大小関係をいえ


参考:いきいき物理わくわく実験2

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