Kitkatutkimuksia

FYSIIKKA - KITKATUTKIMUKSIA

Yleiskatsaus

  • Laboratoriotutkimus kitkasta, jossa käytetään kahta kitkakappaletta:
      - Kitkakappale 1 (erilaiset pinnat)
      - Kitkakappale 2 (erilaiset pinta-alat)
  • Tarvikkeet: kitkapintoja, punnuksia, jousivaaka.
  • Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, mitkä asiat vaikuttavat kitkaan.

Kitkan määrittäminen

  • Kitkan suuruus saadaan selville vetämällä kitkakappaletta jousivaa'alla tasaisella nopeudella.
  • Vetävä voima, jota jousivaaka mittaa, on yhtä suuri kuin kitkavoima.
  • Voimat, jotka vaikuttavat kitkakappaleeseen tasaisessa liikkeessä oikealle:
      - Kitka
      - Tukivoima
      - Vetovoima

1. Hankaavien pintojen vaikutus kitkaan

  • Suorita seuraavat mittaukset:
      - Laita kitkakappale 1 karkea puoli alaspäin.
      - Vedä sitä erilaisten kitkapintojen yli (muovi, kumi, karkea ja metalli) tasaisella nopeudella.
  • Merkitse kitkavoiman arvo eri kohdissa:
      - Alustana muovi: 1.6 N
      - Alustana metalli: 5 N
      - Alustana karkea: 2.0 N
      - Alustana kumi: 4.0 N
  • Kysymys: Vaikuttaako hankaavien pintojen materiaali kitkavoiman suuruuteen?
      - Vastaus: Karkeammat pinnat lisäävät kitkavoimaa.

2. Nopeuden vaikutus kitkaan

  • Vedä kitkakappaletta 1 muovialustalla eri nopeuksilla.
  • Kategorioi mittaukset:
      - Pienempi nopeus
      - Suurempi nopeus
  • Kysymys: Vaikuttaako kappaleen nopeus kitkavoimaan?

3. Massan vaikutus kitkaan

  • Vertaa kahta mittausta kitkakappaletta 1 muovialustalla:
      - Yhdessä mittauksessa ei ole lisäpainoja.
      - Toisessa mittauksessa on lisäpainoa 400 g (4 isoa punnusta).
  • Mittaustulokset:
      - Ei lisäpainoa: 3.6 N kitkavoima
      - 200 g lisäpainoa: [tulokset puuttuvat]
      - 400 g lisäpainoa: [tulokset puuttuvat]
  • Kysymys: Vaikuttaako kappaleen massa kitkavoiman suuruuteen?
      - Vastaus: Kyllä, sillä suuremmat massat lisäävät kitkan suuruutta.

4. Pinta-alan vaikutus kitkaan

  • Vedä kitkakappaletta 2 pöydän pintaa pitkin tasaisella nopeudella:
      - Suurempi pinta-ala alaspäin
      - Pienempi pinta-ala alaspäin
  • Merkitse kitkavoiman arvo molemmissa kohdissa:
      - Suurempi pinta-ala: 1.4 N
      - Pienempi pinta-ala: 1.2 N
  • Kysymys: Vaikuttaako kappaleen pinta-ala kitkavoiman suuruuteen?
      - Vastaus: Ei vaikuta merkittävästi.

5. Erilaiset kitkavoimat

  • Kitkavoimia on kahta tyyppiä:
      - Lepokitka (vaikuttaa kun kappale lähtee liikkeelle)
      - Liikekitka (vaikuttaa, kun kappale liikkuu jo)
  • Suurin kitkavoima mittauksessa: 2.8 N
  • Pienin kitkavoima mittauksessa: [tulokset puuttuvat]

6. Kitkan poistumisen vaikutus

  • Kysymys: Mitä luulet, että kitkalle tapahtuisi, jos kitka pienenee?
      - Vastaus: Pienentynyt kitka vähentää tarvittavaa vetovoimaa ja voi vaikuttaa kappaleen liikeolosuhteisiin.