Kitka on voima, joka vastustaa liikettä. Fyysikot erottavat staattisen kitkan, joka toimii pitämään kehon levossa, ja kineettisen kitkan, joka hidastaa sen liikettä, kun se alkaa liikkua. Staattisen kitkan aiheuttama voima (Fs) on verrannollinen kehon kohdistamaan kohtisuoraan voimaan sitä pintaa vasten, jota pitkin se liikkuu, jota kutsutaan normaalivoimaksi (FN). Suhteellisuuskerrointa kutsutaan staattisen osan kertoimeksi, jota yleensä merkitään kreikkalaisella kirjaimella mu alaindeksilläs (µs). Matemaattinen suhde on:
F_s = \ mu_s F_N
Tämä kerroin riippuu kahden toisiinsa kosketuksissa olevan pinnan ominaisuuksista. Se on taulukoitu useille eri materiaaleille. Jos et löydäµs käyttämiesi materiaalien osalta voit määrittää sen yksinkertaisella kokeella.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Löydät kahden materiaalin välisen staattisen kitkan vähimmäiskertoimen rakentamalla kaltevuustaso yhdestä materiaalista ja asettamalla toisesta materiaalista valmistettu kappale siihen. Lisää kaltevuuden kulmaa, kunnes runko alkaa liukua. Kulman tangentti on kitkakerroin.
Käytä kaltevaa tasoa
Yksinkertainen tapa määrittääµson sijoittaa kyseinen esine kaltevalle tasolle, joka on valmistettu samasta materiaalista kuin tutkittava pinta. Lisää asteittain kaltevuuden kulmaa, kunnes esine alkaa liukua. Kirjaa tämä kulma. Löydät hetiµskoska se on yhtä suuri kuin kulman tangentti. Tästä syystä:
Kun nostat kaltevuutta, massakappaleeseen vaikuttava painovoimamon vaaka- ja pystysuora komponentti. Soveltamalla Newtonin lakia kuhunkin näistä juuri ennen kuin keho alkaa liikkua, löydät vaakakomponentin (joka toimiix-suunta) ollaFx = max. Sama päteeysuunta:Fy = may.
Kiihtyvyysx-suunta,max, on yhtä suuri kuin painovoima, joka on massa kertaa painovoiman aiheuttama kiihtyvyys (g) kertaa kulman (ø) muodostuu kaltevuuden tukipisteeseen. Koska keho ei liiku, se on yhtä suuri kuin staattisen kitkan vastavoima, ja voit kirjoittaa:
1. mg \ sin {\ theta} = F_s
y-voiman suuntakomponentti,may, on yhtä suuri kuin kulman kosini, massa kertaa painovoiman aiheuttama kiihtyvyys, ja tämän on oltava yhtä suuri kuin normaali voima, koska keho ei liiku,
2. F_N = mg \ cos {\ theta}
Muista seFs = µsFN. KorvikeFsyhtälössä (1):
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s F_N
ja korvaa yhtälö yhtälön (2) kanssaFN:
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s mg \ cos {\ theta}
Termi "mg"peruuttaa molemmilta puolilta:
\ mu_s = \ frac {\ sin {\ theta}} {\ cos {\ theta}} = \ tan {\ theta}