Tření nastává dvěma způsoby: kinetickým a statickým. Kinetické tření působí na objekt, který klouže po povrchu, zatímco statické tření nastává, když tření brání v pohybu objektu. Jednoduchý, ale účinný model tření spočívá v tom, že síla tření f se rovná součinu normálové síly N a číslu nazývanému koeficient tření μ. Koeficient se liší pro každou dvojici materiálů, které se navzájem kontaktují, včetně materiálu, který interaguje sám se sebou. Normální síla je síla kolmá na rozhraní mezi dvěma kluznými plochami - jinými slovy, jak silně tlačí proti sobě.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Vzorec pro výpočet koeficientu tření je μ = f ÷ N. Třecí síla f vždy působí v opačném směru, než je zamýšlený nebo skutečný pohyb, ale pouze rovnoběžně s povrchem.
Změřte čas pohybu
Chcete-li měřit sílu tření, připravte experiment, při kterém blok, tažený provázkem, který běží přes kladku a je připevněn k visící hmotě, klouže po dráze. Spusťte blok co nejdále od kladky, uvolněte blok a zaznamenejte čas, t, který je potřeba k pohybu vzdálenosti L po trati. Když je závěsná hmota malá, možná budete muset blok lehce postrčit, aby se dal do pohybu. Opakujte toto měření s různými závěsnými hmotami.
Vypočítejte třecí sílu
Vypočítejte třecí sílu. Začněte nejprve výpočtem Fnet, čisté síly v bloku. Rovnice je
F_ {net} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
kde M je hmotnost bloku v gramech.
Působící síla na blok, Fapplied, je tah od struny způsobený hmotností závěsné hmoty, m. Vypočítejte aplikovanou sílu, Fapplied = mg, kde g = 9,81 metrů za sekundu na druhou, konstanta gravitačního zrychlení.
Vypočítejte N, normálová síla je hmotnost bloku.
N = Mg
Nyní vypočítáme třecí sílu f, rozdíl mezi aplikovanou silou a čistou silou. Rovnice je:
f = F_ {aplikováno} -F_ {síť}
Graf třecí síly
Nakreslete třecí sílu f na ose y proti normální síle N na ose x. Sklon vám poskytne koeficient kinetického tření.
Zaznamenejte data rampy
Umístěte předmět na dráhu na jednom konci a pomalu jej zvedněte, aby se vytvořila rampa. Zaznamenejte úhel, θ, pod kterým blok právě začíná klouzat. V tomto úhlu je efektivní gravitační síla působící po rampě sotva větší než třecí síla, která brání bloku v klouzání. Začlenění fyziky tření do geometrie nakloněné roviny poskytuje jednoduchý vzorec pro koeficient statického tření: μ = tan (θ), kde μ je koeficient tření a θ je úhel.