Friksjon forekommer på to måter: kinetisk og statisk. Kinetisk friksjon virker på et objekt som glir på en overflate, mens statisk friksjon oppstår når friksjon hindrer objektet i å bevege seg. En enkel, men effektiv modell for friksjon er at friksjonskraften, f, er lik produktet av den normale kraften, N, og et tall kalt friksjonskoeffisienten, μ. Koeffisienten er forskjellig for hvert par materialer som kommer i kontakt med hverandre, inkludert et materiale som samhandler med seg selv. Den normale kraften er kraften vinkelrett på grensesnittet mellom to glideflater - med andre ord hvor hardt de skyver mot hverandre.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Formelen for å beregne friksjonskoeffisienten er μ = f ÷ N. Friksjonskraften, f, virker alltid i motsatt retning av den tiltenkte eller faktiske bevegelsen, men bare parallelt med overflaten.
Mål bevegelsestiden
For å måle friksjonskraften, sett opp et eksperiment der en blokk, trukket av en streng som løper over en remskive og er festet til en hengende masse, glir over et spor. Start blokken så langt fra remskiven som mulig, slipp blokken, og registrer tiden, t, det tar å flytte en avstand, L, langs sporet. Når den hengende massen er liten, kan det hende du må skyve blokken veldig lett for å få den til å bevege seg. Gjenta denne målingen med forskjellige hengende masser.
Beregn friksjonskraft
Beregn friksjonskraften. For å begynne, beregne først Fnet, nettokraften på blokken. Ligningen er
F_ {net} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
hvor M er massen av blokken i gram.
Den påførte kraften på blokken, Fapplied, er trekket fra strengens årsak av vekten av den hengende massen, m. Beregn den påførte kraften, Fapplied = mg, hvor g = 9,81 meter per sekund i kvadrat, gravitasjonsakselerasjonskonstanten.
Beregn N, den normale kraften er vekten av blokken.
N = Mg
Beregn nå friksjonskraften, f, forskjellen mellom den påførte kraften og nettokraften. Ligningen er:
f = F_ {anvendt} -F_ {net}
Graffriksjonsstyrken
Graf friksjonskraften, f, på y-aksen mot den normale kraften, N, på x-aksen. Skråningen gir deg den kinetiske friksjonskoeffisienten.
Registrer rampedata
Plasser objektet på sporet i den ene enden og løft langsomt den enden for å lage en rampe. Registrer vinkelen, θ, der blokken bare begynner å gli. I denne vinkelen er den effektive tyngdekraften som virker nedover rampen bare knapt større enn friksjonskraften som forhindrer at blokken begynner å gli. Å innlemme friksjonens fysikk i geometrien til det skråplanet gir en enkel formel for koeffisienten for statisk friksjon: μ = tan (θ), der μ er friksjonskoeffisienten og θ er vinkel.