Hvilke sko skrider mindst?
Om vinteren er det glat, og nogle sko står bedre fast end andre. Eleverne trækker deres egne sko hen over forskellige underlag med en kraftmåler, måler friktionskraften og beregner friktionstallet. Hvilken sål ville I vælge til glatføre?
Hvilke skosåler har størst friktion på tørt gulv, vådt gulv og is?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| Kraftmåler 10 N/0,2 N grøn | 192104 | 1 pr. gruppe |
| Kraftmåler 5 N/0,1 N blå | 192103 | 1 pr. gruppe, til lette sko |
| Kraft-accelerationssensor, trådløs | PS-3202 | 1 pr. gruppe, hvis I logger med sensor |
| Plastspand 10 l hvid m. metalgreb og låg | 147610 | 1 pr. klasse, til at fryse en isplade i låget |
| Gaffatape | 309672 | Til at fastgøre snoren |
Andet udstyr: elevernes egne sko med forskellige såler; snor; et lod eller en sandpose, der kan lægges i skoen; en isplade: vand frosset i et låg eller en bakke natten over.
Sikkerhed
Tør vand og is op med det samme, så ingen glider. Træk skoen langsomt og jævnt, og hold øje med, at snoren ikke smutter og slår.
Sådan gør I
- Vej hver sko ved at hænge den i kraftmåleren. Det er skoens tyngdekraft i newton (N).
- Bind snoren fast i hælen og hægt kraftmåleren på. Læg evt. et lod i skoen, så alle sko vejer omtrent det samme.
- Træk skoen hen over det tørre gulv med jævn, langsom fart. Aflæs kraften, mens skoen glider.
- Gentag tre gange og find gennemsnittet.
- Gør det samme på vådt gulv og på isen.
- Beregn friktionstallet: friktionskraften delt med skoens tyngdekraft.
- Sammenlign skoene og kåre klassens bedste glatføresko.
Med PASCO-sensor
Med den trådløse kraft-accelerationssensor (PS-3202) kan eleverne se hele trækket på en graf. Den viser en top, lige før skoen begynder at glide (hvilefriktionen), og en lavere, jævn kraft, mens den glider (glidefriktionen). Forskellen kan være lige så interessant som selve tallet.
Hvad sker der?
Friktion opstår, når to overflader gnider mod hinanden. Små ujævnheder griber fat i hinanden, og der virker tiltrækningskræfter mellem overfladerne. Jo hårdere skoen trykkes mod underlaget, jo større er friktionen.
Friktionstallet er friktionskraften delt med den kraft, som trykker skoen mod underlaget. Det gør det muligt at sammenligne sko, der vejer forskelligt.
På is er friktionen lille, fordi der dannes en tynd hinde af vand på overfladen, som virker som smøremiddel. Bløde gummisåler med dybe mønstre og pigge giver bedre greb, fordi de kan forme sig efter underlaget og trænge gennem vandhinden.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvilken sko havde størst friktionstal på is?
- Hvorfor beregner vi friktionstallet i stedet for blot at sammenligne kræfterne?
- Hvorfor er det sværere at få skoen i gang end at holde den i gang?
- Hvilke egenskaber har en god glatføresål?
Til læreren
Friktionstallet for sko på tørt gulv ligger typisk mellem 0,3 og 0,8, mens det på is ofte er under 0,1. Våd is er glattere end tør, kold is.
Det er svært at trække helt jævnt med en kraftmåler, så gennemsnittet af tre målinger er vigtigt. Med sensoren kan I bruge statistikværktøjet i SPARKvue til at finde middelværdien af den glidende del.
Forsøget kan kobles til trafiksikkerhed, vintervedligeholdelse og saltning af veje.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
