Wrijving vindt op twee manieren plaats: kinetisch en statisch. Kinetische wrijving werkt op een object dat op een oppervlak schuift, terwijl statische wrijving optreedt wanneer wrijving voorkomt dat het object beweegt. Een eenvoudig maar effectief model voor wrijving is dat de wrijvingskracht, f, gelijk is aan het product van de normaalkracht, N, en een getal dat de wrijvingscoëfficiënt wordt genoemd, μ. De coëfficiënt is verschillend voor elk paar materialen die met elkaar in contact komen, inclusief een materiaal dat met zichzelf in wisselwerking staat. De normaalkracht is de kracht loodrecht op het grensvlak tussen twee glijdende oppervlakken - met andere woorden, hoe hard ze tegen elkaar duwen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De formule om de wrijvingscoëfficiënt te berekenen is μ = f÷N. De wrijvingskracht, f, werkt altijd in de tegenovergestelde richting van de beoogde of daadwerkelijke beweging, maar alleen evenwijdig aan het oppervlak.
Meet de bewegingstijd
Om de wrijvingskracht te meten, zet je een experiment op waarbij een blok, getrokken door een touwtje dat over een katrol loopt en aan een hangende massa is bevestigd, over een baan schuift. Start het blok zo ver mogelijk van de katrol, laat het blok los en noteer de tijd, t, die nodig is om een afstand, L, langs de baan te verplaatsen. Als de hangende massa klein is, moet u het blok misschien heel licht aanstoten om het in beweging te krijgen. Herhaal deze meting met verschillende hangende massa's.
Wrijvingskracht berekenen
Bereken de wrijvingskracht. Bereken om te beginnen eerst Fnet, de netto kracht op het blok. De vergelijking is
F_{net}=\frac{2ML}{t^2}
waarbij M de massa van het blok in gram is.
De uitgeoefende kracht op het blok, Fapplied, is de trekkracht van de snaar veroorzaakt door het gewicht van de hangende massa, m. Bereken de uitgeoefende kracht, Fapplied=mg, waarbij g = 9,81 meter per seconde kwadraat, de zwaartekrachtsversnellingsconstante.
Bereken N, de normaalkracht is het gewicht van het blok.
N=Mg
Bereken nu de wrijvingskracht, f, het verschil tussen de uitgeoefende kracht en de netto kracht. De vergelijking is:
f=F_{toegepast}-F_{net}
Grafiek van de wrijvingskracht
Grafiek de wrijvingskracht, f, op de y-as tegen de normaalkracht, N, op de x-as. De helling geeft je de kinetische wrijvingscoëfficiënt.
Rampgegevens opnemen
Plaats het object aan het ene uiteinde op de baan en til dat uiteinde langzaam op om een helling te maken. Noteer de hoek,, waaronder het blok net begint te schuiven. Onder deze hoek is de effectieve zwaartekracht die op de helling werkt nauwelijks groter dan de wrijvingskracht die voorkomt dat het blok begint te schuiven. Door de fysica van wrijving op te nemen in de geometrie van het hellend vlak, ontstaat een eenvoudige formule voor: de statische wrijvingscoëfficiënt: μ = tan (θ), waarbij μ de wrijvingscoëfficiënt is en θ de hoek.