Fricțiunea are loc în două moduri: cinetică și statică. Fricțiunea cinetică acționează asupra unui obiect care alunecă pe o suprafață, în timp ce frecarea statică apare atunci când fricțiunea împiedică mișcarea obiectului. Un model simplu, dar eficient pentru frecare este că forța de frecare, f, este egală cu produsul forței normale, N, și un număr numit coeficient de frecare, μ. Coeficientul este diferit pentru fiecare pereche de materiale care se contactează, inclusiv un material care interacționează cu el însuși. Forța normală este forța perpendiculară pe interfața dintre două suprafețe glisante - cu alte cuvinte, cât de puternic se împing unul împotriva celuilalt.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Formula de calcul al coeficientului de frecare este μ = f ÷ N. Forța de frecare, f, acționează întotdeauna în direcția opusă mișcării intenționate sau efective, dar numai paralelă cu suprafața.
Măsurați timpul mișcării
Pentru a măsura forța de frecare, organizați un experiment în care un bloc, tras de un șir care trece peste un scripete și este atașat la o masă agățată, alunecă pe o pistă. Porniți blocul cât mai departe de scripete, eliberați blocul și înregistrați timpul, t, este nevoie pentru a vă deplasa o distanță, L, de-a lungul pistei. Când masa de agățare este mică, poate fi necesar să împingeți blocul foarte ușor pentru al pune în mișcare. Repetați această măsurare cu diferite mase agățate.
Calculați forța de frecare
Calculați forța de frecare. Pentru început, calculați mai întâi Fnet, forța netă pe bloc. Ecuația este
F_ {net} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
unde M este masa blocului în grame.
Forța aplicată pe bloc, Fapplied, este tragerea de la șir cauzată de greutatea masei suspendate, m. Calculați forța aplicată, Fapplied = mg, unde g = 9,81 metri pe secundă pătrat, constanta de accelerație gravitațională.
Calculați N, forța normală este greutatea blocului.
N = Mg
Acum, calculați forța de frecare, f, diferența dintre forța aplicată și forța netă. Ecuația este:
f = F_ {aplicat} -F_ {net}
Grafică Forța de frecare
Graficați forța de frecare, f, pe axa y în raport cu forța normală, N, pe axa x. Panta vă va oferi coeficientul de frecare cinetică.
Înregistrați datele de rampă
Așezați obiectul pe pistă la un capăt și ridicați încet acel capăt pentru a face o rampă. Înregistrați unghiul, θ, la care blocul începe să alunece. În acest unghi, forța gravitațională efectivă care acționează în jos pe rampă este abia mai mare decât forța de frecare care împiedică blocul să înceapă să alunece. Încorporarea fizicii fricțiunii cu geometria planului înclinat oferă o formulă simplă pentru coeficientul de frecare static: μ = tan (θ), unde μ este coeficientul de frecare și θ este unghi.