Površine delujejo na silo trenja, ki se upira drsnim gibom, in velikost te sile morate izračunati kot del številnih fizikalnih problemov. Količina trenja je v glavnem odvisna od "normalne sile", ki deluje na predmete, ki sedijo na njih, in značilnosti določene površine, ki jo razmišljate. Za večino namenov lahko uporabite formulo:
za izračun trenja, sNstoji za "normalno" silo in "μ”, Ki vključuje značilnosti površine.
Trenje opisuje silo med dvema površinama, ko se poskušate premakniti eno čez drugo. Sila se upira gibanju in v večini primerov deluje v nasprotni smeri od gibanja. Na molekularni ravni, ko stisnete dve površini skupaj, na vsaki manjše pomanjkljivosti površina se lahko zaskoči in lahko obstajajo privlačne sile med molekulami enega materiala in drugi. Ti dejavniki jih težje premikajo drug mimo drugega. Na izračunu sile trenja pa ne delate na tej ravni. Za vsakodnevne situacije fiziki združujejo vse te dejavnike v "koeficient"μ.
"Normalna" sila opisuje silo, na katero deluje predmet, na katerega se opira predmet (ali na katerega je pritisnjen). Pri mirujočem predmetu na ravni površini mora sila zaradi gravitacije natančno nasprotovati sili, sicer bi se objekt premikal v skladu z Newtonovimi zakoni gibanja. "Normalna" sila (
N) je ime sile, ki to počne.Vedno deluje pravokotno na površino. To pomeni, da bi bila na nagnjeni površini normalna sila še vedno usmerjena neposredno stran od površine, gravitacijska sila pa navzdol.
Normalno silo lahko v večini primerov preprosto opišemo z:
N = mg
Tukaj,mpredstavlja maso predmeta ingpomeni pospešek zaradi gravitacije, ki znaša 9,8 metra na sekundo na sekundo (m / s2) ali mrežne mreže na kilogram (N / kg). To se preprosto ujema z "težo" predmeta.
Za nagnjene površine se moč normalne sile zmanjša, bolj ko je površina nagnjena, tako da formula postane:
N = mg \ cos {\ theta}
Sθstoji za kotom, na katerega je nagnjena površina.
Za preprost primer izračuna upoštevajte ravno površino, na kateri sedi 2-kilogramski blok lesa. Normalna sila bi bila usmerjena naravnost navzgor (da podpira težo bloka) in izračunali bi:
N = 2 \ krat 9,8 = 19,6 \ besedilo {N}
Koeficient je odvisen od predmeta in konkretne situacije, s katero delate. Če se objekt še ne premika po površini, uporabite koeficient statičnega trenjaμstatično, če pa se premika, uporabite koeficient trenja pri drsenjuμzdrs.
Na splošno je koeficient trenja drsnikov manjši od koeficienta statičnega trenja. Z drugimi besedami, lažje je drsiti nekaj, kar že drsi, kot pa drsiti nekaj, kar je še vedno.
Materiali, ki jih razmišljate, vplivajo tudi na koeficient. Na primer, če je bil blok lesa od prej na opečni površini, bi bil koeficient 0,6, za čisti les pa lahko od 0,25 do 0,5. Za led na ledu je statični koeficient 0,1. Spet drsni koeficient to še bolj zmanjša, na 0,03 pri ledu na ledu in 0,2 pri lesu les. Poiščite jih za svojo površino s pomočjo spletne tabele (glejte Viri).
Formula za silo trenja navaja:
F = \ mu N
Na primer, razmislite o lesenem bloku z maso 2 kg na leseni mizi, ki ga potisnete iz mirujočega položaja. V tem primeru uporabite statični koeficient zμstatično = 0,25 do 0,5 za les. Jemanjeμstatično = 0,5, da povečate potencialni učinek trenja in zapomnite siN = 19,6 N od prejšnje, sila je:
F = 0,5 \ krat19,6 = 9,8 \ besedilo {N}
Ne pozabite, da trenje zagotavlja le silo, da se upre gibanju, zato, če ga začnete nežno potiskati in pojdite trdneje se bo sila trenja povečala na največjo vrednost, kar ste pravkar izračunali. Fiziki včasih pišejoFmaks da pojasnim to točko.
Ko se blok premakne, ga uporabiteμzdrs = 0,2, v tem primeru:
F_ {diapozitiv} = \ mu_ {diapozitiv} N = 0,2 \ krat 19,6 = 3,92 \ besedilo {N}