Väčšina ľudí rozumie treniu intuitívne. Keď sa pokúsite tlačiť predmet pozdĺž povrchu, kontakt medzi predmetom a povrchom odolá vášmu stlačeniu až do určitej tlačnej sily. Matematický výpočet trecej sily zvyčajne zahŕňa „koeficient trenia“, ktorý popisuje koľko tieto dve sily vzniknú špecifické materiály „sa držia spolu“, aby odolávali pohybu, a niečo, čo sa nazýva „normálna sila“, ktorá súvisí s hmotnosťou objekt. Ak však neviete koeficient trenia, ako si vypočítate silu? Môžete to dosiahnuť vyhľadaním štandardného výsledku online alebo vykonaním malého experimentu.
Použite predmetný predmet a malú časť povrchu, ktorým sa môžete voľne pohybovať, nastavte šikmú rampu. Ak nemôžete použiť celý povrch alebo celý predmet, stačí použiť kúsok niečoho z rovnakého materiálu. Napríklad ak máte ako povrch dláždenú podlahu, môžete na vytvorenie rampy použiť jednu dlaždicu. Ak máte ako predmet drevenú skriňu, použite iný, menší predmet z dreva (ideálne s podobnou povrchovou úpravou na dreve). Čím viac sa budete môcť priblížiť k skutočnej situácii, tým presnejší bude váš výpočet.
Uistite sa, že môžete upraviť sklon rampy tým, že naskladáte sériu kníh alebo niečo podobné, aby ste mohli urobiť malé úpravy jej maximálnej výšky.
Čím viac je povrch naklonený, tým viac sily pôsobiacej gravitácie bude pracovať na jeho stiahnutí z rampy. Sila trenia proti tomu pracuje, ale v určitom okamihu ju sila gravitácie prekoná. Toto vám povie maximálnu silu trenia pre tieto materiály a fyzici to popíšu prostredníctvom koeficientu statického trenia (μstatický). Experiment vám umožňuje zistiť jeho hodnotu.
Položte predmet na povrch pod malým uhlom, ktorý neumožňuje posúvanie sa po rampe. Postupne zvyšujte sklon rampy pridávaním kníh alebo iných tenkých predmetov do svojho stohu a nájdite najstrmší sklon, v ktorom ju môžete držať, bez toho, aby sa objekt hýbal. Budete sa snažiť získať úplne presnú odpoveď, ale váš najlepší odhad bude dosť blízko skutočnej hodnote pre výpočet. Zmerajte výšku rampy a dĺžku základne rampy, keď je v tomto sklone. S rampou v podstate zaobchádzate ako s tvorbou pravouhlého trojuholníka s podlahou a meraním dĺžky a výšky trojuholníka.
Matematika pre danú situáciu vyjde úhľadne a ukáže sa, že dotyčnica uhla sklonu vám povie hodnotu koeficientu. Takže:
Alebo, pretože opálenie = oproti / susedné = dĺžka základne / výška, vypočítate:
Kde "N”Znamená normálnu silu. Pre rovný povrch sa jeho hodnota rovná hmotnosti objektu, takže môžete použiť:
Napríklad drevo na kamennom povrchu má koeficient treniaμstatický = 0,3, takže použitie tejto hodnoty pre 10 kilogramov (kg) drevenej skrinky na kamennom povrchu:
Pozrite sa online a nájdite koeficient trenia medzi vašimi dvoma látkami. Napríklad pneumatika pre automobily na asfalte má koeficientμstatický = 0,72, ľad na dreve máμstatický = 0,05 a drevo na tehle máμstatický = 0,6. Nájdite hodnotu pre svoju situáciu (vrátane použitia kĺzavého koeficientu, ak nevypočítavate trenie zo stacionárneho stavu) a poznačte si to.
Ak nie je, normálna sila je slabšia. V takom prípade vyhľadajte uhol sklonuθa vypočítať:
Napríklad použitie 1 kg bloku ľadu na dreve, sklonenom k 30 °, a pamätať na tog= 9,8 m / s2, toto dáva:
F = \ cos {\ theta} \ mu_ {static} mg = \ cos {30} \ krát 0,05 \ krát 1 \ krát 9,8 = 0,424 \ text {N}