Z175a - Równia pochyła z klockami do badania siły tarcia

Drewniana równia pochyła o regulowanym kącie nachylenia wraz z bloczkiem nieruchomym i trzema ciałami pozwala wykonać szereg doświadczeń związanych ze spoczynkiem i ruchem ciał na pochyłej powierzchni czy też wyznaczyć współczynnik tarcia statycznego lub kinetycznego dwóch trących o siebie powierzchni. Wyraźna skala dołączonego kątomierza pozwala na przeprowadzanie ilościowych badań przez nauczyciela bądź uczniów.

Budowa/Opis techniczny:

Równię pochyłą stanowi dłuższe (60 cm, szerokość 12,5 cm) z dwóch ramion drewnianego urządzenia. Drugie, krótsze (45 cm), połączone z pierwszym za pomocą zawiasu jest podstawą. Dołączony metalowy kątomierz należy przykręcić do podstawy w miejscu wyznaczonym przez dwie śrubki. Strona wypukła powinna być skierowana w stronę końca równi z krążkiem. Należy złapać wypukłą stronę kątomierza między ruchome ramię równi a specjalny docisk, dokręcany nakrętką motylkową. Kątomierz o wymiarach 37 cm wysokości i 18 cm szerokości posiada podziałkę kątową, zaś po przeciwnej stronie skalę liniową w centymetrach; odpowiednia skala liniowa znajduje się też na ramieniu równi. Razem także pozwalają wyznaczyć kąt nachylenia równi.
Do zestawu dołączona jest plastikowa tacka na obciążniki (10 cm średnicy) oraz komplet nici (2x 1 m) do przerzucenia przez bloczek i tym samym pozwalających ciężarowi tacki z odważnikami działać na ciało na równi.
Ciałami do eksperymentowania są dwie płytki drewniane, jednakowo wykonane z tych samych materiałów o tej samej grubości (1,8 cm) i szerokości (12 cm) z tym, że jedna jest obłożona róznymi materiałami. Posiada ona dwa rodzaje największych powierzchni, jedna jest gładsza (gumowa), druga zaś obklejona papierem ściernym (chropowata), co zapewnia możliwość sprawdzenia zależności współczynnika tarcia od rodzaju trących powierzchni.

Działanie:

Równię po podniesieniu można zatrzymać w danym położeniu przez dokręcenie nakrętki motylkowej na elemencie dociskowym, wtedy równia zachowuje kąt intencjonalnie nadany przez demonstratora lub eksperymentatora.
Przykładowe zastosowanie: po położeniu ciała na równi zwiększamy jej kąt nachylenia. Dla określonego kąta ciało zaczyna się zsuwać – współczynnik tarcia statycznego równy jest tangensowi tego kąta, łatwo odczytanego z dołączonego kątomierza. Dla ustalonego kąta nachylenia można zwiększać obciążenie tacki na końcu nici przewieszonej przez blok, wyznaczając siłę, która zrównoważy tarcie oraz składową ciężaru ciała na równi równoległą do jej powierzchni. Wyznaczać można też przyspieszenie ciała na równi z uwzględnieniem siły tarcia (dodatkowo potrzebny stoper jak na przykład z zestawu nr 110).

Wykorzystanie zgodnie z podstawą programową:

IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony, punkt 1., podpunkt 8) „Uczeń wyjaśnia ruch ciał na podstawie drugiej zasady dynamiki Newtona" czy też podpunkt 12) „uczeń posługuje się pojęciem siły tarcia do wyjaśniania ruchu ciał".