Трение - это сила, противодействующая движению. Физики различают статическое трение, которое удерживает тело в состоянии покоя, и кинетическое трение, которое замедляет его движение, когда оно начинает движение. Сила статического трения (Fs) пропорциональна перпендикулярной силе, прилагаемой телом к поверхности, по которой оно движется, которая называется нормальной силой (FN). Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом статической дроби, который обычно обозначается греческой буквой мю с нижним индексом.s (µs). Математическое соотношение:
F_s = \ mu_s F_N
Этот коэффициент зависит от характеристик двух поверхностей, которые контактируют друг с другом. Он был сведен в таблицу для ряда различных материалов. Если ты не можешь найтиµs для материалов, которые вы используете, вы можете определить это с помощью простого эксперимента.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Чтобы найти минимальный коэффициент статического трения между двумя материалами, постройте наклонную плоскость из одного из материалов и поместите на нее тело, сделанное из другого материала. Увеличивайте угол наклона, пока тело не начнет скользить. Тангенс угла - это коэффициент трения.
Используйте наклонную плоскость
Простой способ определитьµsзаключается в размещении рассматриваемого объекта на наклонной плоскости, сделанной из того же материала, что и исследуемая поверхность. Постепенно увеличивайте угол наклона, пока объект не начнет скользить. Запишите этот угол. Вы можете сразу найтиµsпотому что он равен тангенсу угла. Вот почему:
Когда вы поднимаете наклон, сила тяжести, действующая на тело массымимеет горизонтальную и вертикальную составляющие. Применяя закон Ньютона к каждому из них непосредственно перед тем, как тело начинает двигаться, вы обнаруживаете горизонтальный компонент (который действует вИкс-направление) бытьFИкс = маИкс. То же самое и вунаправление:Fу = мау.
Ускорение вИкс-направление,маИкс, равна силе тяжести, которая равна массе, умноженной на ускорение свободного падения (грамм) умножить на синус угла (ø) формируется в точке опоры наклона. Поскольку тело не движется, это равно противодействующей силе статического трения, и вы можете написать:
1. мг \ sin {\ theta} = F_s
Ву-направленная составляющая силы,мау, равна косинусу угла, умноженного на массу, умноженного на ускорение свободного падения, и это должно быть равным нормальной силе, поскольку тело не движется,
2. F_N = mg \ cos {\ theta}
Помни этоFs = µsFN. Замена дляFsв уравнении (1):
мг \ sin {\ theta} = \ mu_s F_N
и воспользуемся равенством (2) для заменыFN:
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s mg \ cos {\ theta}
Термин "мг"отменяет с обеих сторон:
\ mu_s = \ frac {\ sin {\ theta}} {\ cos {\ theta}} = \ tan {\ theta}
