А.И. Грибков, Р.В. Романов
Экспериментальное определение коэффициента трения качения с помощью наклонной плоскости

В работе рассматривается эксперимент по определению коэффициента трения качения. Проведен краткий анализ существующих методов его измерения. Предлагаемый эксперимент не содержит специального оборудования и доступен для повторения в лабораторном практикуме ВУЗа. В работе приводится детальная теория и экспериментальные результаты. Подтверждена зависимость коэффициента трения качения от скорости.

Ключевые слова: эксперимент, коэффициент, трение, качение, расчеты, Arduino, уголок, шарик, наклонная плоскость, момент инерции.

A.I. Gribkov, R.V. Romanov
Experimental determination of the rolling friction coefficient using an inclined plane.

The paper considers an experiment to determine the coefficient of rolling friction. A brief analysis of the existing methods of its measurement is carried out. The proposed experiment does not contain special equipment and is available for repetition in the laboratory workshop of the university. The paper presents a detailed theory and experimental results. The dependence of the rolling friction coefficient on the speed is confirmed.

Keywords: experiment, coefficient, friction, rolling, calculations, Arduino, corner, ball, inclined plane, moment of inertia.

Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого

Грибков Александр Иванович кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры «Общая и теоретическая физика» Тульского государственного педагогического университета им. Л.Н. Толстого.

Романов Роман Васильевич кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры «Общая и теоретическая физика» Тульского государственного педагогического университета им. Л.Н. Толстого.

Литература
1. Физическая энциклопедия. Т. – М.: Большая российская энциклопедия, 1998. – URL: https://books.google.ru/books?id=7bQ5tAEACAAJ&print- sec=frontcover&hl=ru#v=onepage&q&f=false (дата обращения 04.08.2023).
2. Engineering ToolBox. Friction – Friction Coefficients and Calculator. – URL: https://www.engineeringtoolbox.com/friction-coefficients-d_778.html (дата обращения 04.08.2023).
3. Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс. Базовый уровень. Учебник. / Г.Я. Мякишев, М.А. Петрова, С.В. Степанов и др. – М.: ДРОФА, 2019. – 400 с.
4. Закирова Н.А., Аширов Р.Р. Физика: учеб. Для 10 кл. естественно-математического направления общеобразоват. шк. Н.А. Закирова, Р.Р. Аширов. – Нур-Султан: Издательство «Арман-ПВ», 2019. – 336 с. – URL: https://fileskachat.com/view/67506_d978360c8ffe9b81043482c55524d html (дата обращения 04.08.2023).
5. Обязательные лабораторные работы по физике. 9-1-lab. Измерение ускорения тела при равноускоренном движении.  – URL: http://sverh-zadacha.ucoz.ru/lab_rab/Virtual/9-1/9-1-lab.htm (дата обращения 04.08.2023).
6. Лабораторный практикум по физике. Механика. Митин И.В. Задача № 125.  Изучение движения шара по наклонному желобу // Москва, МГУ, 2011. – 14 с. – URL: http://genphys.phys.msu.ru/rus/lab/ mech/Lab125_1.pdf (дата обращения 04.08.2023).
7. Исследование качения твердого тела по наклонной плоскости // Екатеринбург, УрФУ, 2011. – URL: https://vsalda.urfu.ru/fileadmin /user_upload/site_15357/issledovanie-kacheniya-tverdogo-tela-po-naklon\-noy-ploskosti.pdf (дата обращения 04.08.2023).
8. Лабораторная работа № 11. Определение коэффициентов сил трения скольжения и качения // Челябинский Государственный Университет. – URL: https://teachmen.csu.ru/laboratory_new/lab1_11.pdf (дата обращения 04.08.2023).
9. ГОСТ 27640-88. Материалы конструкционные и смазочные. Методы экспериментальной оценки коэффициента трения. – URL: https://pdf.standartgost.ru/ catalog/Data2/1/4294827/4294827058.pdf (дата обращения 04.08.2023).
10. Проневич И.И. Проблемы определения коэффициента качения при помощи наклонного маятника // Материалы XIV Международной научно-практической интернет-концеренции «Инновационные технологии обучения физико-математическим и профессионально-техническим дисциплинам», Мозырь, 29 марта 2022 года, Мозырь, 2022. –
С.  277-278. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=49026236 (дата обращения 04.08.2023).
11. Стрелков С.П. Механика. – М.: Наука, 1975. – 560 с.
12. Описание сборки установки для определения коэффициента трения качения с помощью наклонного уголка [Электронный ресурс]. URL: https://disk. yandex.ru/d/sr0m6iLUe4my1g (дата обращения 31.10.2023).
13. Taylor J.R. Introduction To Error Analysis // 2ed, 1997. – URL: https://biblio-club.ru/index.php?page=book&id=494770 (дата обращения 28.07.2023).
14. Иванов А.П. О трении качения // Доклады академии наук, 2013, том 485, № 3, С. 295-299. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37576 825 (дата обращения: 06.08.2023).
15. Черноус Д.А. Уточнение расчетной оценки коэффициента трения качения // Механика. Исследования и инновации. 2019, Вып. 12. Гомель, С. 198-205. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42417376 (дата обращения: 06.08.2023).

Полный текст статьи