Trenie je sila, ktorá odporuje pohybu. Fyzici rozlišujú medzi statickým trením, ktoré udržuje telo v pokoji a kinetickým trením, ktoré spomaľuje jeho pohyb, akonáhle sa začne hýbať. Sila vyvíjaná statickým trením (Fs) je úmerná kolmej sile vyvíjanej telesom na povrch, po ktorom sa pohybuje, ktorá sa nazýva normálna sila (FN). Faktor proporcionality sa nazýva koeficient statického zlomku, ktorý sa zvyčajne označuje gréckym písmenom mu dolným indexoms (µs). Matematický vzťah je:
F_s = \ mu_s F_N
Tento koeficient závisí od charakteristík dvoch povrchov, ktoré sú navzájom v kontakte. Bol uvedený do tabuľky pre množstvo rôznych materiálov. Ak nenájdeteµs pre materiály, ktoré používate, to môžete určiť jednoduchým experimentom.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Ak chcete zistiť minimálny koeficient statického trenia medzi dvoma materiálmi, zostrojte z jedného z materiálov rovinu sklonu a položte na ňu teleso vyrobené z druhého materiálu. Zvyšujte uhol sklonu, kým sa telo nezačne posúvať. Tangenta uhla je koeficient trenia.
Použite naklonenú rovinu
Jednoduchý spôsob určeniaµsje umiestniť predmetný predmet na naklonenú rovinu vyrobenú z rovnakého materiálu ako študovaný povrch. Postupne zväčšujte uhol sklonu, kým sa objekt nezačne posúvať. Zaznamenajte tento uhol. Môžete okamžite nájsťµspretože sa rovná dotyčnici uhla. Tu je dôvod, prečo:
Keď zvyšujete sklon, gravitačná sila pôsobiaca na hmotné telesommá vodorovnú a zvislú zložku. Ak na každý z nich použijete Newtonov zákon tesne predtým, ako sa telo začne hýbať, nájdete vodorovnú zložku (ktorá pôsobí vX-smer) byťFX = maX. To isté platí v prípadersmer:Fr = mar.
Zrýchlenie vX-smer,maX, sa rovná gravitačnej sile, ktorá je hromadným násobkom gravitačného zrýchlenia (g) krát sínus uhla (ø) tvorené v bode otáčania. Pretože sa teleso nepohybuje, rovná sa to protivnej sile statického trenia a môžete napísať:
1. mg \ sin {\ theta} = F_s
Ther- smerová zložka sily,mar, sa rovná kosínu uhla krát hmota krát zrýchlenie v dôsledku gravitácie, a to sa musí rovnať normálnej sile, pretože teleso sa nehýbe,
2. F_N = mg \ cos {\ theta}
Zapamätaj si toFs = µsFN. Zastupovať zaFsv rovnici (1):
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s F_N
a ako náhradu rovnice použite rovnicu (2)FN:
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s mg \ cos {\ theta}
Termín "mg"ruší z oboch strán:
\ mu_s = \ frac {\ sin {\ theta}} {\ cos {\ theta}} = \ tan {\ theta}