Meedialabor:Hõõrdumine (0)

ML Hõõrdumine.docx



Töö eesmärk: ● Õpilane teab, mis on hõõrdumine ja hõõrdejõud. ● Õpilane teab, mis on hõõrdetegur. ● Õpilane teab, mille poolest erinevad seisu- ja liugehõõrdetegurid. ● Õpilane oskab määrata hõõrdetegurit simulatsiooni abil. Simulatsioon:https://phet.colorado.edu/sims/html/forces-and-motion-basics/latest/forces-and- motion-basics_et.html Teoreetiline osa: Hõõrdumine tekib kui kaks pinda puutuvad omavahel kokku. Hõõrdumine tekib sellest, et mikroskoopilisel tasemel ei ole pinnad silevada, vaid on krobelised. Nüüd, kui kaks sellist pinda omavahel kokku panna, siis pindade kõrgemad tipud hakkavad üksteise külge ja kehade liigutamisel takistavad need kehade liikuma hakkamist ja liikumist. Sellepärast pannaksegi teatud olukordades kehade vahele õli, et hõõrdumist vähendada. Õli tungib pragudesse ja põhimõtteliselt silendab pindasid, mille tulemusena kõrgemad punktid muutuvad madalamateks ja kehad saavad üksteise suhtes lihtsamalt liikuda. Lisaks on ka olukordi, kus me tahame, et hõõrdumine oleks võimalikult suur. Näiteks mägironijad kasutavad kriidi pulbrit, et suurendada hõõrdumist. Kriidi pulber muutab käe pinnad krobelistemaks ja imab higi ning niiskuse käte pealt. Hõõrdumisel eristatakse kahte liiki: seisuhõõre ja liugehõõre. Kui räägitakse hõõrdest, siis mõeldakse selle all hõõrdejõudu. Seisuhõõre seisneb selles, et kui palju jõudu on meil vaja rakendada, et keha liikuma panna. Kui keha juba liigub, siis ei ole vaja enam niipalju jõudu rakendada, et keha liikumas hoida. Liikuva keha liikuma hoidmiseks tuleb ületada liugehõõre. Seega on seisuhõõre suurem kui liugehõõre. Hõõrdejõu saame leida valemist


𝐹 𝐻 = µ∙𝐹 𝑅  ,                                                                        (1) kus FH- hõõrdejõud [1 N], μ- hõõrdetegur ja FR- raskusjõud [1 N]. Raskusjõu saame leida
järgmisest valemist 𝐹 𝑅 = 𝑚∙𝑔 ,                                                                        (2) kus m- keha mass [1 kg] ja g- raskusjõukiirendus [10 m/s2]. Pannes kokku valemid (1) ja (2), 𝐹 𝐻 = µ∙𝑚∙𝑔 ,                                                                      (3) sellest valemist või valemist (1) võime tuletada valemi hõõrdeteguri arvutamiseks. See on järgmine µ = 𝐹 𝐻 𝐹 𝑅 = 𝐹 𝐻 𝑚∙𝑔  ,                                                                    (4) seega hõõrdetegur näitab suhet hõõrdejõu ja raskusjõu vahel. Sellest tulenevalt peab hõõrdetegur jääma 0 ja 1 vahele. Sarnaselt hõõrdumise jaotumisega kaheks, jaguneb hõõrdetegur samamoodi: seisuhõõrde- ja liugehõõrdetegur. Katse käik: 1) Ava simulatsioon. Vali kolmas aken „Hõõrdumine”. Paremal ääres on kollane kastike, kus saate muuta hõõrdetegurit ja panna linnukesi erinevatesse kastikestesse. Antud töös pange linnuke kastikestesse “Jõudude summa”, “Arvväärtused” ja “Massid”. Valige liuguril “Hõõrdejõud” omal valikul asend. NB! Ärge valige vasakut äärmist asendit. 2) Te saate hiirega tõsta algse kasti vasakul olevasse valgesse kasti või tõsta sellele kastile peale teisi objekte. Maksimaalselt saab olla kuni 3 objekti kasutuses. Valige endale sobiv arv objekte ja kantke nende kogu mass “Mõõtmistulemuste” all toodud tabelisse. 3) All keskel saate rakendada jõudu. Esmalt püüame määrata seisuhõõret. Selleks vajutage nupule “”, et jõudu suurendada 50 N võrra ja “”, et jõudu suurendada 1 N võrra. Jõudu suurendage nii kaua, kuni keha hakkab liikuma. Esimesel proovimisel leidke see 50 N vahemik millal keha liikuma hakkas, siis jätke keha seisma lõpetades jõu rakendamise (või


rakendate talle vastupidist jõudu). Seejärel minge selle leidut vahemiku algusesse ja hakake 1 N kaupa jõudu suurendama. NB! Olge hästi täpsed selle jõu määramisel. 4) Kui keha liikuma hakkas, siis kandke see see jõud lahtrisse “Seisuhõõrdejõud”. 5) Liugehõõrdejõu määramiseks lahutage rakendatud jõust “Jõudude summa” (ekraani keskel oleva rohelise noole juures) olev jõud. Kandke see lahtrisse “Liugehõõrdejõud”. 6) Arvutage vastavalt valemile (2) keha raskusjõud ja kandke see lahtrisse “Raskusjõud”. 7) Arvutage vastavalt valemile (4) seisu- ja liugehõõrdetegurid. Kandke tulemused tabelisse. 8) Tehke kokku 7 mõõtmist, seitsme erineva massiga. Järgige samme 2 kuni 7. NB! Kõikide katsete ajal peab “Hõõrdejõu” liugur olema samas asendis. Te ei tohi vajutada oranzile ringnoolega nupule. Mõõtmistulemused: Tabel: Hõõrdetegurite määramine. Katse nr. Mass m (kg) Seisu-hõõrde jõud FS (N) Liuge-hõõrd ejõud FL (N) Raskusjõud FR (N) Seisuhõõrde-t egur μS Liugehõõrde-t egur μL 1 40 101 75 400 0,2525 0,1875 2 50 126 94 500 0,252 0,188 3 80 201 150 800 0,25125 0,1875 4 100 251 188 1000 0,251 0,188 5 140 351 263 1400 0,2507 0,1879 6 150 376 281 1500 0,2507 0,1873 7 180 451 338 1800 0,2506 0,1878


Analüüs: 1) Kas katse õnnestus? Põhjenda. Jah, katse õnnestus, sest järgisin hoolega katse käiku ning olin võimeline märkima kõik saadud tulemused tabelisse. 2)Tee graafik, kus ühel y-teljel on kas seisuhõõrdejõud või liugehõõrdejõud ja x-teljel on raskusjõud. 2) Määrake ära kingituse mass. Kui suur see tuli? Te leidsite hõõrdetegurid, nüüd kui te teate seda leidke tundmatu mass. Fs=126N μS=0,25125 g=10m/s2 m=?


V: Kingituse mass on 50kg