De fleste forstår friksjon på en intuitiv måte. Når du prøver å skyve en gjenstand langs en overflate, motstår kontakten mellom gjenstanden og overflaten din push up til en viss skyvestyrke. Beregning av friksjonskraften matematisk involverer vanligvis "friksjonskoeffisienten", som beskriver hvor mye de to spesifikke materialer "henger sammen" for å motstå bevegelse, og noe som kalles "normal kraft" som er relatert til massen av gjenstand. Men hvis du ikke kjenner til friksjonskoeffisienten, hvordan regner du ut styrken? Du kan oppnå dette enten ved å slå opp et standardresultat online eller gjennomføre et lite eksperiment.
Bruk det aktuelle objektet og en liten del av overflaten du kan bevege deg fritt for å sette opp en skrå rampe. Hvis du ikke kan bruke hele overflaten eller hele gjenstanden, er det bare å bruke en bit av noe laget av samme materiale. Hvis du for eksempel har flislagt gulv som overflate, kan du bruke en enkelt flis til å lage rampen. Hvis du har et treskap som objekt, bruk en annen, mindre gjenstand laget av tre (ideelt sett med en lignende overflate på treet). Jo nærmere du kommer den virkelige situasjonen, jo mer nøyaktig blir beregningen din.
Forsikre deg om at du kan justere skråningen på rampen ved å stable opp en serie bøker eller noe lignende, slik at du kan gjøre små justeringer til den maksimale høyden.
Jo mer hellende overflaten er, desto mer vil kraften på grunn av tyngdekraften arbeide for å trekke den ned rampen. Friksjonskraften virker mot dette, men på et eller annet tidspunkt overvinner kraften på grunn av tyngdekraften den. Dette forteller deg maksimal friksjonskraft for disse materialene, og fysikere beskriver dette gjennom koeffisienten for statisk friksjon (μstatisk). Eksperimentet lar deg finne verdien for dette.
Plasser gjenstanden på overflaten i en grunne vinkel som ikke får den til å gli nedover rampen. Øk rampen gradvis ved å legge til bøker eller andre tynne gjenstander i stakken din, og finn den bratteste stigningen du kan holde den på uten at gjenstanden beveger seg. Du vil slite med å få et helt presist svar, men ditt beste estimat vil være nær nok til den sanne verdien for beregningen. Mål høyden på rampen og lengden på rampen når den har denne tilbøyeligheten. Du behandler egentlig rampen som å danne en rettvinklet trekant med gulvet og måler lengden og høyden på trekanten.
Matematikken for situasjonen fungerer pent, og det viser seg at tangensen til skråvinkelen forteller deg verdien av koeffisienten. Så:
Eller fordi tan = motsatt / tilstøtende = lengde på base / høyde, beregner du:
Hvor i "N”Står for den normale kraften. For en flat overflate er verdien av dette lik gjenstandens vekt, slik at du kan bruke:
For eksempel har tre på en steinoverflate en friksjonskoeffisient påμstatisk = 0,3, så bruk denne verdien til et 10 kg (kg) treskap på en steinoverflate:
Se på nettet for å finne friksjonskoeffisienten mellom de to stoffene dine. For eksempel har et bildekk på asfalt en koeffisient påμstatisk = 0,72, is på tre harμstatisk = 0,05 og tre på murstein harμstatisk = 0,6. Finn verdien for situasjonen din (inkludert bruk av glidekoeffisienten hvis du ikke beregner friksjonen fra stasjonær) og noter den.
Hvis ikke, er den normale kraften svakere. I dette tilfellet, finn skråvinkelenθog beregne:
For eksempel å bruke en 1 kg isblokk på tre, tilbøyelig til 30 °, og huske detg= 9,8 m / s2, dette gir:
F = \ cos {\ theta} \ mu_ {statisk} mg = \ cos {30} \ ganger 0,05 \ ganger 1 \ ganger 9,8 = 0,424 \ tekst {N}