Useimmat ihmiset ymmärtävät kitkaa intuitiivisella tavalla. Kun yrität työntää kohdetta pintaa pitkin, kohteen ja pinnan välinen kosketus vastustaa työntöäsi tietylle työntövoimalle. Kitkavoiman laskemiseen matemaattisesti liittyy yleensä "kitkakerroin", joka kuvaa näiden kahden määrän tietyt materiaalit "tarttuvat yhteen" vastustamaan liikettä, ja jotain, jota kutsutaan "normaaliksi voimaksi", joka liittyy materiaalin massaan esine. Mutta jos et tiedä kitkakerrointa, miten voima selvitetään? Voit saavuttaa tämän joko etsimällä vakiotuloksen verkossa tai suorittamalla pienen kokeen.
Käytä kallistettua ramppia käyttämällä kyseistä esinettä ja pientä osaa pinnasta, jota voit liikkua vapaasti. Jos et voi käyttää koko pintaa tai koko esinettä, käytä vain pala jotain samasta materiaalista. Esimerkiksi, jos pinta on laattalattia, voit luoda rampin yhdellä laattalevyllä. Jos sinulla on puinen kaappi esineenä, käytä erilaista, pienempää puusta valmistettua esinettä (mieluiten samalla tavalla kuin puu). Mitä lähempänä pääset todelliseen tilanteeseen, sitä tarkempi laskentasi on.
Varmista, että voit säätää rampin kaltevuutta pinomalla sarjaa kirjoja tai vastaavaa, jotta voit tehdä pieniä säätöjä sen enimmäiskorkeuteen.
Mitä kaltevampi pinta on, sitä enemmän painovoimasta johtuva voima toimii vetämään sitä alas ramppia pitkin. Kitkavoima toimii tätä vastaan, mutta jossain vaiheessa painovoimasta johtuva voima voittaa sen. Tämä kertoo näiden materiaalien suurimman kitkavoiman, ja fyysikot kuvaavat tätä staattisen kitkakerroimen avulla (μstaattinen). Kokeilun avulla voit löytää tälle arvon.
Aseta esine pinnan päälle matalassa kulmassa, joka ei saa sitä liukumaan ramppia pitkin. Lisää asteittain rampin kaltevuutta lisäämällä pinoan kirjoja tai muita ohuita esineitä ja etsi jyrkkäin kaltevuus, jolla voit pitää sitä ilman, että esine liikkuu. Taistelet saadaksesi täysin tarkan vastauksen, mutta paras arvio on riittävän lähellä laskennan todellista arvoa. Mittaa rampin korkeus ja rampin pohjan pituus, kun se on tässä kaltevuudessa. Käsittelet pääasiassa ramppia muodostamalla suorakulmaisen kolmion lattian kanssa ja mittaamalla kolmion pituuden ja korkeuden.
Tilanteen matematiikka toimii hyvin, ja käy ilmi, että kaltevuuden kulman tangentti kertoo kertoimen arvon. Niin:
Tai koska rusketus = vastakkainen / viereinen = pohjan / korkeuden pituus, lasket:
Missä "N”Tarkoittaa normaalia voimaa. Tasaisella pinnalla tämän arvo on yhtä suuri kuin kohteen paino, joten voit käyttää:
Esimerkiksi kivipinnalla olevan puun kitkakerroin onμstaattinen = 0,3, joten käyttämällä tätä arvoa 10 kg (kg) puukaappiin kivipinnalla:
Etsi verkosta löytääksesi kitkakerroin kahden aineesi välillä. Esimerkiksi asfaltilla olevan auton renkaan kerroin onμstaattinen = 0,72, jäätä puulla onμstaattinen = 0,05 ja tiilissä olevaa puuta onμstaattinen = 0,6. Etsi tilanteesi arvo (mukaan lukien liukukertoimen käyttö, jos et laske kitkaa paikallaan) ja kirjoita se muistiin.
Jos näin ei ole, normaali voima on heikompi. Etsi tällöin kaltevuuden kulmaθja laske:
Esimerkiksi 1 kg: n jääpalan käyttäminen puulla, kaltevuus 30 °, ja muistaa seg= 9,8 m / s2, tämä antaa:
F = \ cos {\ theta} \ mu_ {static} mg = \ cos {30} \ kertaa 0,05 \ kertaa 1 \ kertaa 9,8 = 0,424 \ teksti {N}