A legtöbb ember intuitív módon érti a súrlódást. Amikor megpróbál egy tárgyat egy felület mentén tolni, az objektum és a felület közötti érintkezés bizonyos nyomáserősségnek ellenáll a tolásnak. A súrlódási erő matematikai kiszámítása általában magában foglalja a „súrlódási együtthatót”, amely leírja a kettő mennyit speciális anyagok „összetapadnak”, hogy ellenálljanak a mozgásnak, és valami, amit „normál erőnek” neveznek, ami a tömeg tömegéhez kapcsolódik tárgy. De ha nem ismeri a súrlódási együtthatót, hogyan dolgozza ki az erőt? Ezt úgy érheti el, hogy online megkeres egy standard eredményt, vagy végez egy kis kísérletet.
Használja a kérdéses tárgyat és a felület egy kis részét, amelyet szabadon mozgathat, hogy ferde rámpát állítson fel. Ha nem tudja használni a teljes felületet vagy az egész tárgyat, csak használjon egy darabot ugyanabból az anyagból. Például, ha csempézett padló van felületként, egyetlen csempét használhat a rámpa létrehozásához. Ha fából készült szekrény van tárgyként, használjon egy másik, fából készült tárgyat (ideális esetben a fa hasonló befejezésével). Minél közelebb kerülhet a valós helyzethez, annál pontosabb lesz a számítása.
Győződjön meg arról, hogy beállíthatja a rámpa lejtését egy sor könyv vagy valami hasonló halmozásával, így apró beállításokat végezhet a maximális magasságában.
Minél hajlékonyabb a felület, annál inkább a gravitáció miatti erő fog működni a rámpán. A súrlódás ereje ez ellen hat, de valamikor a gravitáció miatti erő legyőzi azt. Ez megmondja ezeknek az anyagoknak a maximális súrlódási erejét, és a fizikusok ezt a statikus súrlódási együtthatón keresztül írják le (μstatikus). A kísérlet lehetővé teszi, hogy megtalálja ennek az értékét.
Helyezze a tárgyat a felület tetejére olyan sekély szögben, amely nem fogja lecsúszni a rámpán. Fokozatosan növelje a rámpa lejtését könyvek vagy más vékony tárgyak hozzáadásával a veremhez, és keresse meg a legmeredekebb lejtőt, amelyen tarthatja anélkül, hogy az objektum mozogna. Meg fog küzdeni, hogy teljesen pontos választ kapjon, de a legjobb becslés elég közel lesz a számítás valódi értékéhez. Mérje meg a rámpa magasságát és a rámpa alapjának hosszát, amikor ez ebben a dőlésben van. Lényegében úgy kezeled a rámpát, hogy derékszögű háromszöget képez a padlóval, és megméred a háromszög hosszát és magasságát.
A helyzet matematikája rendben működik, és kiderült, hogy a lejtés szögének érintője megmondja az együttható értékét. Így:
Vagy mivel tan = szemközti / szomszédos = alap / magasság hossza, kiszámítja:
Hol a "N”A normál erőt jelenti. Sima felület esetén ennek értéke megegyezik az objektum súlyával, így használhatja:
Például a kőfelületen lévő fa súrlódási együtthatójaμstatikus = 0,3, tehát ezt az értéket használva 10 kg (kg) fa szekrényhez kőfelületen:
Nézze meg online, hogy megtalálja a két anyag közötti súrlódási együtthatót. Például egy aszfaltozott gumiabroncs együtthatója:μstatikus = 0,72, fán jég vanμstatikus = 0,05 és a téglán lévő fa vanμstatikus = 0,6. Keresse meg az Ön helyzetének értékét (beleértve a csúszó együttható használatát is, ha nem a súrlódást számolja álló helyzetből), és jegyezze fel.
Ha nem, akkor a normál erő gyengébb. Ebben az esetben keresse meg a lejtés szögétθ, és számítsa ki:
Például 1 kg jégtömböt használva fán, 30 ° -ra hajlítva, és erre emlékezveg= 9,8 m / s2, ez adja:
F = \ cos {\ theta} \ mu_ {static} mg = \ cos {30} \ 0,05-szor 1x-szer 9,8 = 0,424 \ text {N}