Большинство людей понимают трение интуитивно. Когда вы пытаетесь толкнуть объект по поверхности, контакт между объектом и поверхностью сопротивляется вашему толчку до определенной силы толчка. Математический расчет силы трения обычно включает «коэффициент трения», который описывает, насколько эти два определенные материалы «слипаются», чтобы противостоять движению, и так называемая «нормальная сила», которая связана с массой объект. Но если вы не знаете коэффициент трения, как рассчитать силу? Вы можете добиться этого, просмотрев стандартный результат в Интернете или проведя небольшой эксперимент.
Используйте рассматриваемый объект и небольшой участок поверхности, по которому вы можете свободно перемещаться, чтобы создать наклонный пандус. Если вы не можете использовать всю поверхность или весь объект, просто используйте кусок чего-то, сделанного из того же материала. Например, если у вас плиточный пол в качестве поверхности, вы можете использовать одну плитку для создания пандуса. Если у вас есть деревянный шкаф, используйте другой, меньший по размеру предмет из дерева (в идеале с такой же отделкой дерева). Чем ближе вы подойдете к реальной ситуации, тем точнее будет ваш расчет.
Убедитесь, что вы можете отрегулировать наклон пандуса, сложив несколько книг или что-то подобное, чтобы вы могли внести небольшие изменения в его максимальную высоту.
Чем более наклонная поверхность, тем больше силы тяжести будет работать, чтобы стянуть ее вниз по пандусу. Сила трения работает против этого, но в какой-то момент сила тяжести преодолевает это. Это говорит вам о максимальной силе трения для этих материалов, и физики описывают это через коэффициент статического трения (μстатический). Эксперимент позволяет найти для этого значение.
Поместите объект на поверхность под небольшим углом, чтобы он не соскользнул по пандусу. Постепенно увеличивайте наклон пандуса, добавляя книги или другие тонкие предметы в свою стопку, и найдите самый крутой уклон, на котором вы можете удерживать его, не двигаясь. Вам будет сложно получить полностью точный ответ, но ваша лучшая оценка будет достаточно близка к истинному значению для расчета. Измерьте высоту пандуса и длину основания пандуса, когда он находится под этим наклоном. По сути, вы рассматриваете пандус как образующий прямоугольный треугольник с полом и измеряете длину и высоту треугольника.
Математика для этой ситуации работает аккуратно, и оказывается, что тангенс угла наклона говорит вам значение коэффициента. Так:
Или, поскольку загар = противоположный / смежный = длина основания / высота, вы вычисляете:
Где "N”Означает нормальную силу. Для плоской поверхности это значение равно весу объекта, поэтому вы можете использовать:
Например, дерево на каменной поверхности имеет коэффициент тренияμстатический = 0,3, поэтому при использовании этого значения для деревянного шкафа весом 10 кг (кг) на каменной поверхности:
Поищите в Интернете коэффициент трения между двумя вашими веществами. Например, автомобильная шина на асфальте имеет коэффициентμстатический = 0,72, лед на дереве имеетμстатический = 0,05, а дерево на кирпиче имеетμстатический = 0,6. Найдите значение для вашей ситуации (в том числе используйте коэффициент скольжения, если вы не рассчитываете трение по неподвижности) и запишите его.
Если это не так, нормальная сила слабее. В этом случае найдите угол наклонаθ, и вычислим:
Например, если положить кусок льда весом 1 кг на дерево, наклоненный под углом 30 °, и помнить об этом.грамм= 9,8 м / с2, это дает:
F = \ cos {\ theta} \ mu_ {static} mg = \ cos {30} \ times 0,05 \ times 1 \ times 9,8 = 0,424 \ text {N}
