Kitka tapahtuu kahdella tavalla: kineettinen ja staattinen. Kineettinen kitka vaikuttaa esineeseen, joka liukuu pinnalla, kun taas staattinen kitka tapahtuu, kun kitka estää kohdetta liikkumasta. Yksinkertainen mutta tehokas kitkamalli on, että kitkavoima f on yhtä suuri kuin normaalivoiman N ja kitkakertoimen, μ, tulo. Kerroin on erilainen jokaisella toisiinsa kosketuksessa olevalla materiaaliparilla, mukaan lukien materiaali, joka on vuorovaikutuksessa itsensä kanssa. Normaali voima on voima, joka on kohtisuorassa kahden liukupinnan väliseen rajapintaan nähden - toisin sanoen kuinka kovaa ne työntävät toisiaan vastaan.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Kaava kitkakertoimen laskemiseksi on μ = f ÷ N. Kitkavoima f vaikuttaa aina aiotun tai todellisen liikkeen vastakkaiseen suuntaan, mutta vain yhdensuuntaisesti pinnan kanssa.
Mittaa liikkeen aika
Kitkavoiman mittaamiseksi perustetaan koe, jossa hihnapyörän yli kulkevan ja riippuvaan massaan kiinnitetyn narun vetämä lohko liukuu radan poikki. Aloita lohko mahdollisimman kauas hihnapyörästä, vapauta lohko ja kirjaa aika, t, joka tarvitaan etäisyyden L siirtämiseen radalla. Kun riippuva massa on pieni, saatat joutua työntämään lohkoa hyvin vähän saadaksesi sen liikkumaan. Toista tämä mittaus riippuvilla massoilla.
Laske kitkavoima
Laske kitkavoima. Aloita laskemalla ensin lohkon nettovoima Fnet. Yhtälö on
F_ {net} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
missä M on lohkon massa grammoina.
Lohkoon kohdistettu voima Fapplied on vetovoima merkkijonon syystä riippuvan massan painolla m. Laske käytetty voima, Fapplied = mg, jossa g = 9,81 metriä sekunnissa neliönä, painovoiman kiihtyvyysvakio.
Laske N, normaali voima on lohkon paino.
N = Mg
Laske nyt kitkavoima f, käytetyn voiman ja nettovoiman ero. Yhtälö on:
f = F_ {käytetty} -F_ {net}
Kuvaa kitkavoima
Piirrä y-akselin kitkavoima f normaalia voimaa N vastaan x-akselilla. Kaltevuus antaa sinulle kineettisen kitkakertoimen.
Tallenna ramptitiedot
Aseta esine radalle toisesta päästä ja nosta sitä hitaasti rampin muodostamiseksi. Kirjaa kulma θ, jossa lohko alkaa liukua. Tässä kulmassa ramppia alas vaikuttava tehollinen painovoima on vain tuskin suurempi kuin kitkavoima, joka estää lohkoa liukumasta. Kitkan fysiikan sisällyttäminen kaltevan tason geometriaan antaa yksinkertaisen kaavan staattisen kitkan kerroin: μ = tan (θ), missä μ on kitkakerroin ja θ on kulma.