الاحتكاك قوة تعارض الحركة. يميز الفيزيائيون بين الاحتكاك الساكن ، الذي يعمل على إبقاء الجسم في حالة راحة ، والاحتكاك الحركي ، الذي يعمل على إبطاء حركته بمجرد أن يبدأ في الحركة. القوة التي يمارسها الاحتكاك الساكن (Fس) يتناسب مع القوة العمودية التي يمارسها الجسم على السطح الذي يتحرك على طوله ، والتي تسمى القوة العمودية (Fن). يُطلق على عامل التناسب اسم معامل الكسر الثابت ، والذي يُشار إليه عادةً بالحرف اليوناني mu مع حرف منخفضس (µس). العلاقة الرياضية هي:
F_s = \ mu_s F_N
يعتمد هذا المعامل على خصائص السطحين المتصلين ببعضهما البعض. تم جدولة لعدد من المواد المختلفة. إذا لم تجدµس بالنسبة للمواد التي تستخدمها ، يمكنك تحديدها بتجربة بسيطة.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
لإيجاد الحد الأدنى من معامل الاحتكاك الساكن بين مادتين ، قم ببناء مستوى منحدر من إحدى المادتين وضع عليه جسمًا مصنوعًا من المادة الأخرى. قم بزيادة زاوية المنحدر حتى يبدأ الجسم في الانزلاق. ظل الزاوية هو معامل الاحتكاك.
استخدم مستوى مائل
طريقة بسيطة لتحديدµسهو وضع الجسم المعني على مستوى مائل مصنوع من نفس مادة السطح الذي تدرسه. قم بزيادة زاوية الميل تدريجيًا حتى يبدأ الكائن في الانزلاق. سجل تلك الزاوية. يمكنك أن تجد على الفور
عندما ترفع المنحدر ، تؤثر قوة الجاذبية على جسم ذي كتلةمله مكون أفقي وعمودي. بتطبيق قانون نيوتن على كلٍّ من هؤلاء قبل أن يبدأ الجسم بالتحرك مباشرةً ، تجد المكون الأفقي (الذي يعمل فيxالاتجاه) ليكونFx = أماهx. نفس الشيء صحيح فيذاتجاه:Fذ = أماهذ.
التسارع فيx-اتجاه،أماهx، تساوي قوة الجاذبية ، وهي تسارع الكتلة مضروبة في الجاذبية (ز) ضرب جيب الزاوية (ø) تتشكل عند نقطة ارتكاز المنحدر. نظرًا لأن الجسم لا يتحرك ، فهذا يساوي القوة المقابلة للاحتكاك الساكن ، ويمكنك كتابة:
1. mg \ sin {\ theta} = F_s
الذمكون اتجاه القوة ،أماهذ، يساوي جيب تمام الزاوية مضروبًا في الكتلة مضروبة في التسارع بسبب الجاذبية ، وهذا يجب أن يساوي القوة العمودية ، لأن الجسم لا يتحرك ،
2. F_N = ملغ \ cos {\ ثيتا}
تذكر ذلكFس = µسFن. بديلا لFسفي المعادلة (1):
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s F_N
واستخدم المساواة في المعادلة (2) للتعويض عنFن:
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s mg \ cos {\ theta}
على المدى "ملغ"يُلغى من كلا الجانبين:
\ mu_s = \ frac {\ sin {\ theta}} {\ cos {\ theta}} = \ tan {\ theta}