חיכוך מתרחש בשתי דרכים: קינטי וסטטי. חיכוך קינטי פועל על עצם שמחליק על פני השטח, ואילו חיכוך סטטי מתרחש כאשר חיכוך מונע מהאובייקט לנוע. מודל פשוט אך יעיל לחיכוך הוא שכוח החיכוך, f, שווה לתוצר הכוח הרגיל, N, ומספר הנקרא מקדם החיכוך, μ. המקדם שונה עבור כל זוג חומרים המגעים זה עם זה, כולל חומר אשר מתקשר עם עצמו. הכוח הרגיל הוא הכוח הניצב לממשק בין שני משטחים מחליקים - במילים אחרות, עד כמה הם דוחפים זה את זה חזק.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
הנוסחה לחישוב מקדם החיכוך היא μ = f ÷ N. כוח החיכוך, f, פועל תמיד בכיוון ההפוך לתנועה המיועדת או בפועל, אך רק במקביל לפני השטח.
מדוד את זמן התנועה
כדי למדוד את כוח החיכוך, הגדר ניסוי בו בלוק, שנמשך על ידי חוט העובר על גלגלת ומחובר למסה תלויה, מחליק על פני מסלול. התחל את הבלוק רחוק ככל האפשר מהגלגלת, שחרר את הבלוק ורשום את הזמן, t, שנדרש להעביר מרחק, L, לאורך המסילה. כאשר המסה התלויה קטנה, ייתכן שתצטרך לדחוף את הבלוק מעט מאוד כדי להניע אותו. חזור על מדידה זו עם מסות תלויות שונות.
חשב את כוח החיכוך
חשב את כוח החיכוך. כדי להתחיל, תחילה תחשב את Fnet, הכוח הנקי על הבלוק. המשוואה היא
F_ {net} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
כאשר M הוא מסת הבלוק בגרמים.
הכוח המופעל על הבלוק, Fapplied, הוא משיכת החוט על ידי משקל המסה התלויה, m. חשב את הכוח המופעל, Fapplied = mg, כאשר g = 9.81 מטר לשנייה בריבוע, קבוע האצה הכבידתי.
חשב N, הכוח הרגיל הוא משקל הגוש.
N = Mg
כעת, חישב את כוח החיכוך, f, את ההפרש בין הכוח המופעל לבין הכוח הנקי. המשוואה היא:
f = F_ {מוחל} -F_ {net}
גרף את כוח החיכוך
גרף את כוח החיכוך, f, על ציר ה- y מול הכוח הרגיל, N, על ציר ה- x. השיפוע ייתן לך את מקדם החיכוך הקינטי.
הקלט נתוני רמפות
הנח את האובייקט על המסלול בקצה אחד והרם לאט את הקצה כדי לעשות רמפה. רשום את הזווית θ בה הבלוק רק מתחיל להחליק. בזווית זו, כוח הכבידה האפקטיבי הפועל במורד הרמפה הוא בקושי גדול מכוח החיכוך המונע את תחילת ההחלפה של הבלוק. שילוב פיזיקת החיכוך בגיאומטריה של המישור הנטוי נותן נוסחה פשוטה ל מקדם החיכוך הסטטי: μ = שזוף (θ), כאשר μ הוא מקדם החיכוך ו- θ הוא זָוִית.