Većina ljudi trenje razumije na intuitivan način. Kad pokušate gurnuti predmet duž površine, kontakt između predmeta i površine oduprijeva se vašem naguravanju do određene snage potiskivanja. Matematičko izračunavanje sile trenja obično uključuje "koeficijent trenja", koji opisuje koliko ta dva određeni materijali se "lijepe" da se odupru kretanju i nešto što se naziva "normalna sila" koja se odnosi na masu objekt. Ali ako ne znate koeficijent trenja, kako izračunate silu? To možete postići potragom standardnih rezultata na mreži ili provođenjem malog eksperimenta.
Upotrijebite predmetni predmet i mali dio površine kojim se možete slobodno kretati za postavljanje nagnute rampe. Ako ne možete upotrijebiti cijelu površinu ili cijeli objekt, samo upotrijebite komad nečega izrađenog od istog materijala. Na primjer, ako imate popločan pod kao površinu, za izradu rampe možete koristiti jednu pločicu. Ako kao predmet imate drveni ormar, upotrijebite drugi, manji predmet izrađen od drveta (idealno sa sličnom završnom obradom na drvu). Što se bliže možete približiti stvarnoj situaciji, to će vaš izračun biti točniji.
Osigurajte da možete prilagoditi nagib rampe slaganjem niza knjiga ili nečega sličnog, tako da možete napraviti mala podešavanja njegove maksimalne visine.
Što je površina nagnuta, to će sila zbog gravitacije djelovati da je povuče niz rampu. Sila trenja djeluje protiv toga, ali u nekom trenutku sila snagom gravitacije to prevlada. Ovo vam govori o maksimalnoj sili trenja za ove materijale, a fizičari to opisuju kroz koeficijent statičkog trenja (μstatički). Eksperiment vam omogućuje da pronađete vrijednost za to.
Postavite predmet na vrh površine pod plitkim kutom zbog kojeg neće kliziti niz rampu. Postupno povećavajte nagib rampe dodavanjem knjiga ili drugih tankih predmeta u svoj stog i pronađite najstrmiji nagib na kojem ga možete držati bez da se objekt pomiče. Mučit ćete se da dobijete potpuno precizan odgovor, ali vaša najbolja procjena bit će dovoljno blizu stvarne vrijednosti za izračun. Izmjerite visinu rampe i duljinu dna rampe kada je pod ovim nagibom. U osnovi tretirate rampu kao da s podom oblikujete pravokutni trokut i mjerite duljinu i visinu trokuta.
Matematika situacije uredno funkcionira, a ispada da tangenta kuta nagiba govori vrijednost koeficijenta. Tako:
Ili, jer je tan = suprotno / susjedno = duljina osnove / visine, izračunajte:
Gdje je "N”Predstavlja normalnu silu. Za ravnu površinu vrijednost je jednaka težini predmeta, tako da možete koristiti:
Na primjer, drvo na kamenoj površini ima koeficijent trenjaμstatički = 0,3, pa koristeći ovu vrijednost za drveni ormar od 10 kilograma (kg) na kamenoj površini:
Potražite na mreži kako biste pronašli koeficijent trenja između vaše dvije supstance. Na primjer, automobilska guma na asfaltu ima koeficijentμstatički = 0,72, led na drvu imaμstatički = 0,05 a drvo na cigli imaμstatički = 0,6. Pronađite vrijednost za svoju situaciju (uključujući upotrebu koeficijenta klizanja ako ne računate trenje iz stacionarnog stanja) i zabilježite je.
Ako nije, normalna sila je slabija. U tom slučaju pronađite kut nagibaθ, i izračunajte:
Na primjer, koristeći blok leda od 1 kg na drvu, nagnut na 30 °, i sjećajući se togag= 9,8 m / s2, ovo daje:
F = \ cos {\ theta} \ mu_ {statički} mg = \ cos {30} \ puta 0,05 \ puta 1 \ puta 9,8 = 0,424 \ text {N}