L'attrito avviene in due modi: cinetico e statico. L'attrito cinetico agisce su un oggetto che scorre su una superficie, mentre l'attrito statico si verifica quando l'attrito impedisce all'oggetto di muoversi. Un modello semplice ma efficace per l'attrito è che la forza di attrito, f, è uguale al prodotto della forza normale, N, e un numero chiamato coefficiente di attrito, μ. Il coefficiente è diverso per ogni coppia di materiali che si contattano, compreso un materiale che interagisce con se stesso. La forza normale è la forza perpendicolare all'interfaccia tra due superfici di scorrimento - in altre parole, la forza con cui si spingono l'una contro l'altra.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
La formula per calcolare il coefficiente di attrito è μ = f÷N. La forza di attrito, f, agisce sempre nella direzione opposta al moto previsto o effettivo, ma solo parallelamente alla superficie.
Misura il tempo di movimento
Per misurare la forza di attrito, allestisci un esperimento in cui un blocco, tirato da una corda che scorre su una puleggia ed è attaccato a una massa sospesa, scivola su un binario. Avviare il blocco il più lontano possibile dalla puleggia, rilasciare il blocco e registrare il tempo, t, necessario per spostare una distanza, L, lungo il binario. Quando la massa sospesa è piccola, potrebbe essere necessario spingere leggermente il blocco per farlo muovere. Ripetere questa misurazione con diverse masse sospese.
Calcola la forza di attrito
Calcola la forza di attrito. Per iniziare, calcola prima Fnet, la forza netta sul blocco. L'equazione è
F_{net}=\frac{2ML}{t^2}
dove M è la massa del blocco in grammi.
La forza applicata sul blocco, Fapplied, è la trazione della corda causata dal peso della massa sospesa, m. Calcola la forza applicata, Fapplied=mg, dove g = 9,81 metri al secondo quadrato, la costante di accelerazione gravitazionale.
Calcola N, la forza normale è il peso del blocco.
N=Mg
Ora, calcola la forza di attrito, f, la differenza tra la forza applicata e la forza netta. L'equazione è:
f=F_{applicato}-F_{rete}
Grafico della forza di attrito
Tracciare la forza di attrito, f, sull'asse y contro la forza normale, N, sull'asse x. La pendenza ti darà il coefficiente di attrito dinamico.
Registra dati rampa
Posiziona l'oggetto sul binario a un'estremità e solleva lentamente quell'estremità per creare una rampa. Registra l'angolo,, in cui il blocco inizia a scivolare. A questo angolo, la forza di gravità effettiva che agisce lungo la rampa è appena maggiore della forza di attrito che impedisce al blocco di iniziare a scivolare. Incorporando la fisica dell'attrito con la geometria del piano inclinato si ottiene una semplice formula per il coefficiente di attrito statico: μ = tan (θ), dove μ è il coefficiente di attrito e è il angolo.