Триенето възниква по два начина: кинетичен и статичен. Кинетичното триене действа върху обект, който се плъзга по повърхността, докато статичното триене възниква, когато триенето пречи на обекта да се движи. Един прост, но ефективен модел за триене е, че силата на триене, f, е равна на произведението на нормалната сила, N, и число, наречено коефициент на триене, μ. Коефициентът е различен за всяка двойка материали, които се свързват помежду си, включително материал, който взаимодейства сам със себе си. Нормалната сила е силата, перпендикулярна на интерфейса между две плъзгащи се повърхности - с други думи, колко силно те се натискат една срещу друга.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Формулата за изчисляване на коефициента на триене е μ = f ÷ N. Силата на триене, f, винаги действа в обратна посока на предвиденото или действителното движение, но само успоредно на повърхността.
Измерете времето на движение
За да измервате силата на триене, организирайте експеримент, при който блок, издърпан от низ, който минава през ролка и е прикрепен към висяща маса, се плъзга по коловоз. Стартирайте блока възможно най-далеч от ролката, освободете блока и запишете времето, t, необходимо за преместване на разстояние, L, по пистата. Когато окачената маса е малка, може да се наложи да натиснете блока съвсем леко, за да го задвижите. Повторете това измерване с различни висящи маси.
Изчислете силата на триене
Изчислете силата на триене. За да започнете, първо изчислете Fnet, нетната сила върху блока. Уравнението е
F_ {мрежа} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
където М е масата на блока в грамове.
Приложената сила върху блока, Fapplied, е изтеглянето от причината за низа от теглото на окачената маса, m. Изчислете приложената сила, Fapplied = mg, където g = 9,81 метра в секунда на квадрат, константата на гравитационното ускорение.
Изчислете N, нормалната сила е теглото на блока.
N = Mg
Сега изчислете силата на триене, f, разликата между приложената сила и нетната сила. Уравнението е:
f = F_ {приложен} -F_ {мрежа}
Графирайте силата на триене
Графирайте силата на триене, f, по оста y спрямо нормалната сила, N, по оста x. Наклонът ще ви даде кинетичния коефициент на триене.
Запис на данните за рампата
Поставете обекта на пистата в единия край и бавно го повдигнете, за да направите рампа. Запишете ъгъла, θ, при който блокът просто започва да се плъзга. При този ъгъл ефективната сила на тежестта, действаща надолу по рампата, е едва едва по-голяма от силата на триене, която пречи на блока да започне да се плъзга. Включването на физиката на триене с геометрията на наклонената равнина дава проста формула за коефициентът на статично триене: μ = tan (θ), където μ е коефициентът на триене, а θ е ъгъл.