摩擦係数を知らずに摩擦力を見つける方法

ほとんどの人は直感的な方法で摩擦を理解しています。 表面に沿ってオブジェクトを押し込もうとすると、オブジェクトと表面の接触により、特定の押し込み強度まで押し上げられなくなります。 摩擦力を数学的に計算するには、通常、「摩擦係数」が必要です。これは、2つの摩擦の量を表します。 特定の材料が「くっついて」動きに抵抗し、「法線力」と呼ばれるものが質量に関係します。 オブジェクト。 しかし、摩擦係数がわからない場合、どのように力を計算しますか? これは、標準的な結果をオンラインで検索するか、小さな実験を行うことで実現できます。

問題のオブジェクトと、自由に移動できるサーフェスの小さなセクションを使用して、傾斜したランプを設定します。 表面全体またはオブジェクト全体を使用できない場合は、同じ素材で作られたものを使用してください。 たとえば、タイル張りの床をサーフェスとして使用している場合、単一のタイルを使用してスロープを作成できます。 オブジェクトとして木製の食器棚がある場合は、木で作られた別の小さなオブジェクトを使用します(理想的には木に同様の仕上げを施します)。 実際の状況に近づくほど、計算はより正確になります。

一連の本などを積み重ねて、傾斜路の傾斜を調整できることを確認してください。そうすれば、最大の高さを少し調整できます。

表面が傾斜しているほど、重力による力が表面を傾斜路に引き下げる働きをします。 摩擦力はこれに逆らって作用しますが、ある時点で、重力による力がそれを克服します。 これにより、これらの材料の最大摩擦力がわかります。物理学者は、静摩擦係数(μ静的). 実験により、この値を見つけることができます。

傾斜路を滑り落ちないように、オブジェクトを浅い角度で表面の上に置きます。 スタックに本やその他の薄いオブジェクトを追加してランプの傾斜を徐々に増やし、オブジェクトを動かさずに保持できる最も急な傾斜を見つけます。 完全に正確な答えを得るのに苦労しますが、最良の見積もりは計算の真の値に十分に近いものになります。 この傾斜にあるときの傾斜路の高さと傾斜路の基部の長さを測定します。 基本的に、傾斜路は床と直角三角形を形成し、三角形の長さと高さを測定するものとして扱います。

状況の計算はうまくいき、傾斜角の接線が係数の値を示していることがわかります。 そう:

または、tan =反対/隣接=底辺の長さ/高さなので、次のように計算します。

どこ "N」は法線力を表します。 平らな面の場合、この値はオブジェクトの重量に等しいため、次を使用できます。

たとえば、石の表面の木材の摩擦係数はμ静的 = 0.3なので、石の表面にある10 kg(kg)の木製食器棚にこの値を使用します。

オンラインで2つの物質間の摩擦係数を見つけてください。 たとえば、アスファルトの車のタイヤの係数はμ静的 = 0.72、木の上の氷はμ静的 = 0.05で、レンガの木材はμ静的 = 0.6。 状況に応じた値を見つけ(静止状態からの摩擦を計算していない場合はスライド係数を使用することを含む)、それをメモします。

そうでない場合、法線力は弱くなります。 この場合、傾斜の角度を見つけますθ、および計算:

たとえば、木に1 kgの氷のブロックを使用し、30度傾けて、それを覚えています。g= 9.8 m / s2、 これは与える:

F = \ cos {\ theta} \ mu_ {static} mg = \ cos {30} \ times 0.05 \ times 1 \ times 9.8 = 0.424 \ text {N}

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