Трение происходит двумя способами: кинетическим и статическим. Кинетическое трение действует на объект, который скользит по поверхности, тогда как трение статики возникает, когда трение препятствует движению объекта. Простая, но эффективная модель трения состоит в том, что сила трения f равна произведению нормальной силы N и числа, называемого коэффициентом трения μ. Коэффициент отличается для каждой пары материалов, которые контактируют друг с другом, включая материал, который взаимодействует сам с собой. Нормальная сила - это сила, перпендикулярная границе раздела двух скользящих поверхностей, другими словами, насколько сильно они прижимаются друг к другу.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Формула для расчета коэффициента трения: μ = f ÷ N. Сила трения f всегда действует в направлении, противоположном предполагаемому или фактическому движению, но только параллельно поверхности.
Измерьте время движения
Чтобы измерить силу трения, поставьте эксперимент, в котором блок, натянутый на веревку, которая проходит по шкиву и прикреплен к подвешенной массе, скользит по рельсовому пути. Запустите блок как можно дальше от шкива, отпустите блок и запишите время t, необходимое для перемещения на расстояние L по дорожке. Когда свисающая масса небольшая, вам может потребоваться очень немного подтолкнуть блок, чтобы он сдвинулся. Повторите это измерение с разными висячими грузами.
Рассчитать силу трения
Рассчитайте силу трения. Для начала вычислите Fnet, чистую силу на блоке. Уравнение
F_ {net} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
где M - масса блока в граммах.
Приложенная к блоку сила Fapplied - это сила натяжения тетивы, вызванная весом подвешенной массы, м. Вычислите приложенную силу, Fapplied = mg, где g = 9,81 метра в секунду в квадрате, постоянная гравитационного ускорения.
Вычислите N, нормальная сила - это вес блока.
N = Mg
Теперь вычислите силу трения f, разницу между приложенной силой и чистой силой. Уравнение:
f = F_ {применяется} -F_ {net}
Постройте график силы трения
Изобразите график силы трения f по оси y в сравнении с нормальной силой N по оси x. Наклон даст вам кинетический коэффициент трения.
Запись данных рампы
Поместите объект на дорожку одним концом и медленно поднимите этот конец, чтобы получился пандус. Запишите угол θ, при котором блок только начинает скользить. Под этим углом эффективная сила тяжести, действующая вниз по рампе, едва превышает силу трения, предотвращающую скольжение блока. Объединение физики трения с геометрией наклонной плоскости дает простую формулу для коэффициент трения покоя: μ = tan (θ), где μ - коэффициент трения, а θ - угол.