Taula. 1:
Nota: Els valors següents es van obtenir en l’experiència feta pels alumnes de primer de batxillerat de l’institut Montsoriu d’Arbúcies durant el curs 2014-15.
1. Col·loqueu els totxos damunt de cada tauló i amb l’ajut del dinamòmetre mesureu la força necessària perquè comenci a lliscar. Repetiu la mesura tres vegades, per minimitzar l’error experimental comès, i anoteu aquesta força amb la massa del totxo a la taula de dades.
|
| Taula. 1: |
Nota. Les dades s'han pres amb una dinamòmetre de 25 N i sensibilitat 1N.
Els valors obtinguts de força mitjana corresponen a la força de fregament estàtica (Ffe) ja que són d’oposició a la iniciació del moviment.
2. Què succeeix amb els valors obtinguts de la força de fregament? Són els esperats?
S’observa una relació directament proporcional entre la massa del totxo i la força de fregament en cada superfície. També s’observa que, per a les diferents superfícies, com menys rugosa és més petita és la força de fregament.
Sí, són els valors esperats.
3. Col·loqueu un altre cop els totxos damunt de cada tauló i mesureu ara la força necessària per mantenir l’estat de moviment. Repetiu la mesura tres vegades. Anoteu aquesta força amb la massa del totxo a la taula de dades.
 |
| Taula. 2: |
Nota: Les dades s'han pres amb una dinamòmetre de 25 N i sensibilitat 1N.
Els valors obtinguts de força mitjana corresponen a la força de fregament dinàmic (Ffd) donat que són obtingudes per mantenir l'estat del moviment.
4. Què observeu ara amb aquests valors de força de fregament? Són els esperats ?
En aquest cas observem el mateix que per iniciar el moviment, és a dir, cal fer més força com més pesa el totxo i com més rugosa és la superfície, però ara la intensitat d’aquestes forces és inferior pel fet que costa menys mantenir l’estat de moviment que iniciar-lo. Sí, són els resultats esperats.
5. Tenint en compte les dades de força estàtica per als diferents totxos i les dades de força dinàmica per aquests mateixos totxos, feu una gràfica de la força respecte al pes (equivalent a la normal). Una per a cada superfície.
Gràfiques amb la força com a variable dependent (eix d’ordenades) i la massa (pes), variable independent (eix d’abscisses).
 |
 |
| Fig.. 3a: |
Fig. 3b: |
 |
|
| Fig. 3c: |
Els valors de pendents obtinguts són molt bons en tots els casos doncs dóna unes rectes de regressió amb variàncies també bones.
La relació entre les variables surt en totes aquestes variables, en forma d’una recta amb un pendent positiu, el valor del qual serà el coeficient de fregament.
6. Quina relació observeu que hi ha entre la força de fregament i el pes? Escriviu la llei matemàtica que relaciona aquestes dues magnituds per a ambdues forces de fregament, l’estàtica i la dinàmica.
La relació és directament proporcional. Calculem el pendent de la recta, el valor del qual serà el coeficient de fregament estàtic i dinàmic de cada superfície.
 |
| Taula. 2: |
(Les lletres Ff representen la força de fregament; µe i µd representen el coeficient de fregament estàtic i dinàmic respectivament.)
7. Calculeu ara matemàticament el coeficient de fricció.
Sabem que µe= Ffe/pes i µd =Ffd/pes ja que tota Ff = µ · N (i en superfícies horitzontals la normal equival al pes). Feu un esquema del resultat de l’experiència anterior.
 |
 |
| Taula. 3a: |
Taula. 3b: |
 |
|
| Taula. 3c: |
Nota: amb vermell hi ha els valors que no s’han tingut en compte en fer la mitjana.
8. Compareu els resultats experimentals obtinguts en la representació gràfica de dades i els calculats per la fórmula.
Els valors obtinguts a partir del gràfic s’aproximen força als valors teòrics calculats (observeu les mitjanes).
9. Anoteu les conclusions a les quals heu arribat (comprovacions fetes). Expliqueu-ne el perquè.
1) El coeficient de fregament és independent del pes. Això ho observem, ja que encanviar de totxo no canvia el valor del coeficient.
2) El coeficient de fregament depèn només del tipus de superfície i és que el valor d’aquest canvia d’una superfície a l’altra.
3) El coeficient de fregament estàtic és superior al dinàmic sempre (en les tres superfícies).
4) Com més rugosa és una superfície, més alt és el seu coeficient de fregament. S’ha observat que els valors més alts de coeficients són els que corresponen a la superfície rugosa alta i els de la de rugositat mitjana i la moqueta són semblants.
5) L’àrea de la superfície de contacte afecta poc la força de fregament. Modificant la superfície de contacte del totxo amb el terra no s’observaven variacions significatives dels resultats.
Autora d'aquesta pągina: Anna Recasens, professora de Física i Química a l’institut Montsoriu d'Arbúcies
Aquesta
obra estą subjecta a una
Llicčncia
de Creative Commons
