III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

В представленной работе исследуется явление трения на примере обувных подошв о различные поверхности [1,2,3], анализируются значения полученных  оценок коэффициента трения с применение таблиц Excel.

Приборы и материалы, используемые в опыте: 1. образцы обуви с подошвой из различных материалов: термоэластопласт, поливинилхлорид, полиуретан;

2. образцы поверхностей: ковролиновая, цементная, кафельная и поверхность из линолеума; 3.  динамометр.

Опыт   заключался в следующем (рис. 1):

1. Прикреплённую к динамометру обувь равномерно перемещали по различным поверхностям, снимая показания динамометра, т.е. определяли значение силы трения .

2. С помощью динамометра определяли силу тяжести обуви .

3. Повторили  опыт 10-15 раз, вычислили средние значения силы трения и силы тяжести для получения более точных результатов. 

Оценка среднего значения силы трения о ковролин (на примере трех измерений).

Аналогичным образом получены оценки коэффициентов трения  обуви о цементную, кафельную поверхности и поверхность из линолеума.

Результаты полученных исследований заносились в электронные таблицы Excel. Полученные результаты  оценок коэффициента трения представлены на диаграмме (рис. 2)

Таким образом, проведя опыт, определили, что максимальный коэффициент трения у подошвы сделанной из термоэластопласта и минимальный, из рассмотренных материалов, коэффициент трения у  резиновой подошвы. Из этого следует, что при покупке обуви следует учитывать особенности материалов подошв, условия их эксплуатации. В зимнее время лучше использовать обувь с подошвой из термоэластопласта, так как она имеет наибольший коэффициент трения по различным поверхностям (рис.2), и это поможет избежать падений и травм особенно в гололед. 

В  процессе выполнения данной работы экспериментально определены коэффициенты трения подошв обуви, изготовленных из разных материалов о поверхности.  Выявлены наиболее практичные материалы для изготовления подошв обуви в зависимости от условий их эксплуатации. Проведен анализ, который заключался в сравнении полученных оценок коэффициентов трения со значениями указанными в ГОСТ 18124-95 (допустимые коэффициенты трения в зависимости от области применения покрытий полов)

При постановке эксперимента по определению коэффициентов трения рассматривалось движение только в горизонтальной проекции. На практике человек движется  чаще по наклонной плоскости, т.е. значения сил тяжести и трения изменяются в зависимости от угла наклона. Перспективы последующих этапов исследования заключаются в оценке коэффициента трения на наклонной поверхности и определения зависимости значений коэффициента трения от угла наклона.

Значение коэффициента трения для рассмотренных материалов подошв и  поверхностей также зависит от температуры окружающей среды. Зависимость коэффициента трения от температуры окружающей среды предполагается рассмотреть в будущем.

Список литературы:

1. И. В. Савельев Курс общей физики в 3-х т. Т 1. Механика. Молекулярная физика. М.: Наука, 1998. - 480 с.

2.Болтон У. Конструкционные материалы: металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты. Карманный справочник. Пер. с анг. - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2004. - 384 с.

3. Фролов, К. В. Современная трибология: Итоги и перспективы. Изд-во ЛКИ, 2008 г. - 480 с.

Код для цитирования: Скопировать