Trenie sa vyskytuje dvoma spôsobmi: kinetickým a statickým. Kinetické trenie pôsobí na objekt, ktorý sa posúva po povrchu, zatiaľ čo statické trenie nastáva, keď trenie bráni objektu v pohybe. Jednoduchý, ale efektívny model trenia spočíva v tom, že sila trenia f sa rovná súčinu normálovej sily N a číslu nazývanému koeficient trenia μ. Koeficient je odlišný pre každú dvojicu materiálov, ktoré sa navzájom kontaktujú, vrátane materiálu, ktorý interaguje sám so sebou. Normálna sila je sila kolmá na rozhranie medzi dvoma klznými plochami - inými slovami to, ako silno na seba tlačia.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Vzorec na výpočet koeficientu trenia je μ = f ÷ N. Trecia sila f vždy pôsobí v opačnom smere od zamýšľaného alebo skutočného pohybu, ale iba rovnobežne s povrchom.
Zmerajte čas pohybu
Na meranie sily trenia pripravte experiment, pri ktorom sa blok, vytiahnutý šnúrkou, ktorá prechádza cez kladku a je pripevnený k visiacej hmote, posúva po dráhe. Začnite blok čo najďalej od kladky, blok uvoľnite a zaznamenajte čas, t, ktorý je potrebný na presunutie vzdialenosti L pozdĺž dráhy. Keď je závesná hmota malá, možno budete musieť blok mierne posunúť, aby sa dal do pohybu. Opakujte toto meranie s rôznymi visiacimi hmotami.
Vypočítajte treciu silu
Vypočítajte treciu silu. Ak chcete začať, najskôr vypočítajte Fnet, čistú silu v bloku. Rovnica je
F_ {net} = \ frac {2ML} {t ^ 2}
kde M je hmotnosť bloku v gramoch.
Pôsobiaca sila na blok, Fapplied, je ťah z povrazu spôsobený hmotnosťou závesnej hmoty, m. Vypočítajte použitú silu, Fapplied = mg, kde g = 9,81 metra za sekundu na druhú, konštanta gravitačného zrýchlenia.
Vypočítajte N, normálová sila je hmotnosť bloku.
N = Mg
Teraz vypočítajte treciu silu, f, rozdiel medzi aplikovanou silou a netto silou. Rovnica je:
f = F_ {použité} -F_ {net}
Vytvorte graf trecej sily
Zostrojte treciu silu f na osi y proti normálnej sile N na osi x. Sklon vám dá koeficient kinetického trenia.
Zaznamenajte údaje rampy
Položte predmet na dráhu na jednom konci a pomaly tento koniec nadvihnite, aby ste vytvorili rampu. Zaznamenajte uhol, θ, pod ktorým sa blok práve začína posúvať. V tomto uhle je efektívna gravitačná sila pôsobiaca po rampe len o málo väčšia ako trecia sila zabraňujúca kĺzaniu bloku. Začlenenie fyziky trenia do geometrie naklonenej roviny dáva jednoduchý vzorec pre koeficient statického trenia: μ = tan (θ), kde μ je koeficient trenia a θ je uhol.