يفهم معظم الناس الاحتكاك بطريقة بديهية. عندما تحاول دفع جسم على طول سطح ما ، فإن التلامس بين الجسم والسطح يقاوم دفعك لأعلى إلى قوة دفع معينة. عادةً ما يتضمن حساب قوة الاحتكاك رياضياً "معامل الاحتكاك" ، الذي يصف مقدار الاثنين مواد معينة "تلتصق ببعضها البعض" لمقاومة الحركة ، وشيء يسمى "القوة العادية" التي تتعلق بكتلة موضوع. لكن إذا كنت لا تعرف معامل الاحتكاك ، فكيف تحسب القوة؟ يمكنك تحقيق ذلك إما عن طريق البحث عن نتيجة قياسية عبر الإنترنت أو إجراء تجربة صغيرة.
استخدم الكائن المعني وجزءًا صغيرًا من السطح يمكنك تحريكه بحرية لإعداد منحدر مائل. إذا لم تتمكن من استخدام السطح بالكامل أو الكائن بأكمله ، فما عليك سوى استخدام قطعة من شيء مصنوع من نفس المادة. على سبيل المثال ، إذا كان لديك أرضية مبلطة كسطح ، فيمكنك استخدام بلاطة واحدة لإنشاء المنحدر. إذا كان لديك خزانة خشبية ككائن ، فاستخدم شيئًا مختلفًا أصغر حجمًا مصنوعًا من الخشب (من الناحية المثالية مع تشطيب مماثل على الخشب). كلما اقتربت من الوضع الحقيقي ، زادت دقة حساباتك.
تأكد من أنه يمكنك ضبط ميل المنحدر ، عن طريق تكديس سلسلة من الكتب أو شيء مشابه ، حتى تتمكن من إجراء تعديلات صغيرة على أقصى ارتفاع له.
كلما زاد ميل السطح ، زادت قوة الجاذبية التي تعمل على شدها إلى أسفل المنحدر. تعمل قوة الاحتكاك ضد هذا ، ولكن في مرحلة ما ، تتغلب عليها القوة الناتجة عن الجاذبية. يخبرك هذا بالقوة القصوى للاحتكاك لهذه المواد ، ويصف الفيزيائيون ذلك من خلال معامل الاحتكاك الساكن (μثابتة). تتيح لك التجربة العثور على قيمة لذلك.
ضع الجسم فوق السطح بزاوية ضحلة لا تجعله ينزلق إلى أسفل المنحدر. قم بزيادة ميل المنحدر تدريجيًا عن طريق إضافة كتب أو أشياء رفيعة أخرى إلى مجموعتك ، وابحث عن أعلى منحدر يمكنك الإمساك به دون تحريك الجسم. ستواجه صعوبة في الحصول على إجابة دقيقة تمامًا ، ولكن أفضل تقدير لك سيكون قريبًا بدرجة كافية من القيمة الحقيقية للحساب. قم بقياس ارتفاع المنحدر وطول قاعدة المنحدر عندما يكون عند هذا الميل. إنك تتعامل مع المنحدر بشكل أساسي على أنه يشكل مثلثًا قائم الزاوية مع الأرضية وقياس طول المثلث وارتفاعه.
يتم تنفيذ العمليات الحسابية للموقف بدقة ، ويتضح أن ظل زاوية الميل يخبرك بقيمة المعامل. وبالتالي:
أو لأن tan = المقابل / المجاور = طول القاعدة / الارتفاع ، يمكنك حساب:
أين ال "ن"تعني القوة العادية. بالنسبة للسطح المستوي ، فإن قيمة هذا تساوي وزن الجسم ، لذا يمكنك استخدام:
على سبيل المثال ، الخشب على سطح الحجر له معامل احتكاكμثابتة = 0.3 ، لذا فإن استخدام هذه القيمة لخزانة خشبية بسعة 10 كجم (كجم) على سطح حجري:
ابحث على الإنترنت لتجد معامل الاحتكاك بين المادتين. على سبيل المثال ، معامل إطار السيارة على الأسفلت هوμثابتة = 0.72 ، الجليد على الخشب لهμثابتة = 0.05 والخشب على الطوب لهμثابتة = 0.6. ابحث عن قيمة موقفك (بما في ذلك استخدام معامل الانزلاق إذا لم تكن تحسب الاحتكاك من السكون) وقم بتدوين ذلك.
إذا لم يكن الأمر كذلك ، فإن القوة الطبيعية تكون أضعف. في هذه الحالة ، أوجد زاوية الميلθ، واحسب:
على سبيل المثال ، استخدام قالب ثلج وزنه 1 كجم على الخشب ، ويميل إلى 30 درجة ، وتذكر ذلكز= 9.8 م / ث2، هذا يعطي:
F = \ cos {\ theta} \ mu_ {static} mg = \ cos {30} \ times 0.05 \ times 1 \ times 9.8 = 0.424 \ text {N}