Friktion forekommer på to måder: kinetisk og statisk. Kinetisk friktion virker på et objekt, der glider på en overflade, mens statisk friktion opstår, når friktion forhindrer objektet i at bevæge sig. En simpel men effektiv model for friktion er, at friktionskraften, f, er lig med produktet af den normale kraft, N, og et tal kaldet friktionskoefficienten, μ. Koefficienten er forskellig for hvert par materialer, der kommer i kontakt med hinanden, inklusive et materiale, der interagerer med sig selv. Den normale kraft er kraften vinkelret på grænsefladen mellem to glidende overflader - med andre ord, hvor hårdt de skubber mod hinanden.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Formlen til beregning af friktionskoefficienten er μ = f ÷ N. Friktionskraften, f, virker altid i den modsatte retning af den tilsigtede eller faktiske bevægelse, men kun parallelt med overfladen.
Mål bevægelsestiden
For at måle friktionskraften skal du oprette et eksperiment, hvor en blok, trukket af en streng, der løber over en remskive og er fastgjort til en hængende masse, glider over et spor. Start blokken så langt fra remskiven som muligt, slip blokken, og registrer tiden, t, det tager at flytte en afstand, L, langs sporet. Når den hængende masse er lille, skal du muligvis skubbe blokken meget lidt for at få den til at bevæge sig. Gentag denne måling med forskellige hængende masser.
Beregn friktionskraft
Beregn friktionskraften. For at begynde skal du først beregne Fnet, nettokraften på blokken. Ligningen er
F_ {net} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
hvor M er massen af blokken i gram.
Den påførte kraft på blokken, anvendt, er trækket fra strengårsagen af vægten af den hængende masse, m. Beregn den påførte kraft, anvendt = mg, hvor g = 9,81 meter pr. Sekund i kvadrat, tyngdeaccelerationskonstanten.
Beregn N, den normale kraft er vægten af blokken.
N = Mg
Beregn nu friktionskraften, f, forskellen mellem den påførte kraft og nettokraften. Ligningen er:
f = F_ {anvendt} -F_ {net}
Graffriktionskraften tegnes
Graffriktionskraften, f, på y-aksen mod den normale kraft, N, på x-aksen. Hældningen giver dig den kinetiske friktionskoefficient.
Optag rampedata
Placer objektet på sporet i den ene ende og løft langsomt den ende for at lave en rampe. Optag vinklen, θ, hvor blokken lige begynder at glide. I denne vinkel er den effektive tyngdekraft, der virker ned ad rampen, næsten ikke større end friktionskraften, der forhindrer blokken i at begynde at glide. At inkorporere friktionsfysik med det skrå planes geometri giver en enkel formel for koefficienten for statisk friktion: μ = tan (θ), hvor μ er friktionskoefficienten og θ er vinkel.