Η τριβή συμβαίνει με δύο τρόπους: κινητική και στατική. Η κινητική τριβή δρα σε ένα αντικείμενο που ολισθαίνει σε μια επιφάνεια, ενώ η στατική τριβή συμβαίνει όταν η τριβή εμποδίζει το αντικείμενο να κινηθεί. Ένα απλό αλλά αποτελεσματικό μοντέλο τριβής είναι ότι η δύναμη τριβής, f, είναι ίση με το προϊόν της κανονικής δύναμης, Ν και έναν αριθμό που ονομάζεται συντελεστής τριβής, μ. Ο συντελεστής είναι διαφορετικός για κάθε ζεύγος υλικών που έρχονται σε επαφή μεταξύ τους, συμπεριλαμβανομένου ενός υλικού που αλληλεπιδρά με τον εαυτό του. Η κανονική δύναμη είναι η δύναμη κάθετη στη διεπαφή μεταξύ δύο συρόμενων επιφανειών - με άλλα λόγια, πόσο σκληρά σπρώχνουν το ένα το άλλο.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ο τύπος για τον υπολογισμό του συντελεστή τριβής είναι μ = f ÷ N. Η δύναμη τριβής, f, ενεργεί πάντα στην αντίθετη κατεύθυνση της προβλεπόμενης ή πραγματικής κίνησης, αλλά παράλληλα μόνο στην επιφάνεια.
Μετρήστε το χρόνο κίνησης
Για να μετρήσετε τη δύναμη της τριβής, δημιουργήστε ένα πείραμα στο οποίο ένα μπλοκ, που τραβιέται από μια συμβολοσειρά που τρέχει πάνω από μια τροχαλία και είναι προσαρτημένη σε μια κρεμαστή μάζα, γλιστρά σε ένα κομμάτι. Ξεκινήστε το μπλοκ όσο το δυνατόν πιο μακριά από την τροχαλία, ελευθερώστε το μπλοκ και καταγράψτε το χρόνο, t, που χρειάζεται για να μετακινήσετε μια απόσταση, L, κατά μήκος της γραμμής. Όταν η κρεμαστή μάζα είναι μικρή, ίσως χρειαστεί να πιέσετε το μπλοκ πολύ ελαφρά για να το κινήσετε. Επαναλάβετε αυτήν τη μέτρηση με διαφορετικές κρεμασμένες μάζες.
Υπολογίστε τη δύναμη τριβής
Υπολογίστε τη δύναμη τριβής. Για να ξεκινήσετε, πρώτα υπολογίστε το Fnet, την καθαρή δύναμη στο μπλοκ. Η εξίσωση είναι
F_ {net} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
όπου M είναι η μάζα του μπλοκ σε γραμμάρια.
Η δύναμη που ασκείται στο μπλοκ, Fapplied, είναι η έλξη από τη συμβολοσειρά που προκαλείται από το βάρος της κρεμασμένης μάζας, m. Υπολογίστε την εφαρμοζόμενη δύναμη, Fapplied = mg, όπου g = 9,81 μέτρα ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο, τη σταθερά επιτάχυνσης βαρύτητας.
Υπολογίστε N, η κανονική δύναμη είναι το βάρος του μπλοκ.
Ν = Mg
Τώρα, υπολογίστε τη δύναμη τριβής, f, τη διαφορά μεταξύ της εφαρμοζόμενης δύναμης και της καθαρής δύναμης. Η εξίσωση είναι:
f = F_ {εφαρμόζεται} -F_ {καθαρά}
Γράφετε τη δύναμη τριβής
Γράφημα τη δύναμη τριβής, f, στον άξονα y έναντι της κανονικής δύναμης, N, στον άξονα x. Η κλίση θα σας δώσει τον συντελεστή κινητικής τριβής.
Εγγραφή δεδομένων ράμπας
Τοποθετήστε το αντικείμενο στο κομμάτι στο ένα άκρο και σηκώστε αργά το άκρο για να κάνετε ράμπα. Καταγράψτε τη γωνία, θ, στην οποία το μπλοκ αρχίζει να ολισθαίνει. Σε αυτή τη γωνία, η αποτελεσματική δύναμη της βαρύτητας που δρα κάτω από τη ράμπα είναι μόλις λίγο μεγαλύτερη από τη δύναμη τριβής που εμποδίζει την έναρξη ολίσθησης του μπλοκ. Η ενσωμάτωση της φυσικής της τριβής με τη γεωμετρία του κεκλιμένου επιπέδου δίνει έναν απλό τύπο για ο συντελεστής στατικής τριβής: μ = μαύρισμα (θ), όπου μ είναι ο συντελεστής τριβής και θ είναι ο γωνία.