Trenje je sila koja se suprotstavlja kretanju. Fizičari razlikuju statičko trenje koje djeluje na održavanje tijela u mirovanju i kinetičko trenje koje usporava njegovo kretanje nakon što se počne kretati. Sila koja djeluje statičkim trenjem (Fs) proporcionalna je okomitoj sili koju tijelo djeluje na površinu duž koje se kreće, a koja se naziva normalna sila (FN). Faktor proporcionalnosti naziva se koeficijentom statičke frakcije, koji se obično označava grčkim slovom mu s indeksoms (µs). Matematički odnos je:
F_s = \ mu_s F_N
Ovaj koeficijent ovisi o karakteristikama dviju površina koje su međusobno u kontaktu. Tabelarno je prikazan za niz različitih materijala. Ako ne možete pronaćiµs za materijale koje koristite možete to odrediti jednostavnim eksperimentom.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Da biste pronašli minimalni koeficijent statičkog trenja između dvaju materijala, konstruirajte nagibnu ravninu od jednog od materijala i na njega postavite tijelo izrađeno od drugog materijala. Povećavajte kut nagiba dok tijelo ne počne kliziti. Tangenta kuta je koeficijent trenja.
Koristite nagnutu ravninu
Jednostavan način utvrđivanjaµsje postaviti predmetni predmet na nagnutu ravninu izrađenu od istog materijala kao i površina koju proučavate. Postupno povećavajte kut nagiba dok predmet ne počne kliziti. Snimite taj kut. Možete odmah pronaćiµsjer je jednaka tangenti kuta. Evo zašto:
Dok podižete nagib, sila gravitacije koja djeluje na tijelo masemima horizontalnu i vertikalnu komponentu. Primjenjujući Newtonov zakon na svaki od njih neposredno prije nego što se tijelo počne kretati, pronaći ćete horizontalnu komponentu (koja djeluje ux-smjer) bitiFx = max. Isto vrijedi i zagsmjer:Fg = mag.
Ubrzanje ux-smjer,max, jednak je sili gravitacije, koja je masa pomnožena s ubrzanjem zbog gravitacije (g) puta sinus sinusa (ø) nastala u uporištu nagiba. Budući da se tijelo ne kreće, to je jednako suprotnoj sili statičkog trenja, a možete napisati:
1. mg \ sin {\ theta} = F_s
Theg-smjerna komponenta sile,mag, jednak je kosinusu kuta pomnoženom s masom pomnoženom s ubrzanjem uslijed gravitacije, a to mora biti jednako normalnoj sili, budući da se tijelo ne kreće,
2. F_N = mg \ cos {\ theta}
Zapamti toFs = µsFN. Zamjena zaFsu jednadžbi (1):
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s F_N
i upotrijebite jednakost jednadžbe (2) da zamijeniteFN:
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s mg \ cos {\ theta}
Uvjet "mg"otkazuje s obje strane:
\ mu_s = \ frac {\ sin {\ theta}} {\ cos {\ theta}} = \ tan {\ theta}