พื้นผิวออกแรงเสียดสีที่ต้านทานการเคลื่อนที่แบบเลื่อน และคุณต้องคำนวณขนาดของแรงนี้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของปัญหาทางฟิสิกส์มากมาย ปริมาณแรงเสียดทานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ "แรงตั้งฉาก" ซึ่งพื้นผิวกระทำต่อวัตถุที่วางอยู่บนนั้น เช่นเดียวกับลักษณะของพื้นผิวเฉพาะที่คุณกำลังพิจารณา สำหรับวัตถุประสงค์ส่วนใหญ่ คุณสามารถใช้สูตร:
เพื่อคำนวณแรงเสียดทานด้วยนู๋ยืนหยัดเพื่อกำลัง "ปกติ" และ "μ” ผสมผสานกับลักษณะของพื้นผิว
การเสียดสีอธิบายแรงระหว่างพื้นผิวทั้งสองเมื่อคุณพยายามเคลื่อนตัวข้ามอีกด้านหนึ่ง แรงต้านการเคลื่อนที่ และในกรณีส่วนใหญ่ แรงกระทำในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ ลงไปที่ระดับโมเลกุล เมื่อคุณกดสองพื้นผิวเข้าด้วยกัน ความไม่สมบูรณ์เล็กน้อยในแต่ละส่วน พื้นผิวสามารถเชื่อมต่อกันได้ และอาจมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของวัสดุหนึ่งและ อื่น ๆ. ปัจจัยเหล่านี้ทำให้ยากต่อการเคลื่อนผ่านกันและกัน คุณไม่ทำงานในระดับนี้เมื่อคุณคำนวณแรงเสียดทาน สำหรับสถานการณ์ในชีวิตประจำวัน นักฟิสิกส์จะจัดกลุ่มปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมดไว้ใน "สัมประสิทธิ์"μ.
แรง "ปกติ" อธิบายแรงที่พื้นผิวของวัตถุวางอยู่ (หรือกดลงบน) กระทำต่อวัตถุ สำหรับวัตถุนิ่งบนพื้นผิวเรียบ แรงต้องต้านแรงอย่างแน่นอนเนื่องจากแรงโน้มถ่วง มิฉะนั้น วัตถุจะเคลื่อนที่ตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน แรง "ปกติ" (
นู๋) เป็นชื่อของแรงที่ทำสิ่งนี้มันมักจะตั้งฉากกับพื้นผิวเสมอ ซึ่งหมายความว่าบนพื้นผิวเอียง แรงตั้งฉากจะยังคงชี้ออกจากพื้นผิวโดยตรง ในขณะที่แรงโน้มถ่วงจะชี้ลงโดยตรง
แรงตั้งฉากสามารถอธิบายได้ง่ายๆ ในกรณีส่วนใหญ่โดย:
N= มก.
ที่นี่มแทนมวลของวัตถุ และgย่อมาจากความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงซึ่งเท่ากับ 9.8 เมตรต่อวินาทีต่อวินาที (m/s2) หรือ netwons ต่อกิโลกรัม (N/kg) สิ่งนี้ตรงกับ "น้ำหนัก" ของวัตถุ
สำหรับพื้นผิวลาดเอียง ความแข็งแรงของแรงตั้งฉากจะลดลง ยิ่งพื้นผิวเอียงมาก ดังนั้น สูตรจะกลายเป็น:
N=mg\cos{\theta}
ด้วยθยืนสำหรับมุมที่พื้นผิวเอียงไป
สำหรับตัวอย่างการคำนวณง่ายๆ ให้พิจารณาพื้นผิวเรียบที่มีบล็อกไม้ 2 กก. วางอยู่บนนั้น แรงตั้งฉากจะชี้ขึ้นโดยตรง (เพื่อรองรับน้ำหนักของบล็อก) และคุณจะคำนวณ:
N=2\ครั้ง 9.8 = 19.6\ข้อความ{ N}
ค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับวัตถุและสถานการณ์เฉพาะที่คุณกำลังทำงานด้วย หากวัตถุไม่ได้เคลื่อนที่ผ่านพื้นผิวอยู่แล้ว ให้ใช้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตμคงที่แต่ถ้ามันเคลื่อนที่ ให้ใช้ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดทานเลื่อนμสไลด์.
โดยทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบเลื่อนจะน้อยกว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเลื่อนสิ่งที่เลื่อนอยู่แล้วง่ายกว่าการเลื่อนบางอย่างที่นิ่งอยู่
วัสดุที่คุณกำลังพิจารณายังส่งผลต่อค่าสัมประสิทธิ์ ตัวอย่างเช่น ถ้าท่อนไม้จากเมื่อก่อนอยู่บนพื้นผิวอิฐ ค่าสัมประสิทธิ์จะเท่ากับ 0.6 แต่สำหรับไม้ที่สะอาด ค่าสัมประสิทธิ์จะอยู่ที่ใดก็ได้ตั้งแต่ 0.25 ถึง 0.5. สำหรับน้ำแข็งบนน้ำแข็ง ค่าสัมประสิทธิ์สถิตคือ 0.1 อีกครั้ง ค่าสัมประสิทธิ์การเลื่อนจะลดสิ่งนี้ลงไปอีกเป็น 0.03 สำหรับน้ำแข็งบนน้ำแข็งและ 0.2 สำหรับไม้บน ไม้. ค้นหาสิ่งเหล่านี้สำหรับพื้นผิวของคุณโดยใช้ตารางออนไลน์ (ดูแหล่งข้อมูล)
สูตรของแรงเสียดทานระบุว่า:
F=\mu N
ตัวอย่างเช่น พิจารณาท่อนไม้ที่มีมวล 2 กก. บนโต๊ะไม้ที่ถูกผลักออกจากที่อยู่กับที่ ในกรณีนี้ คุณใช้สัมประสิทธิ์สถิตกับμคงที่ = 0.25 ถึง 0.5 สำหรับไม้ การμคงที่ = 0.5 เพื่อเพิ่มผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการเสียดสีและจดจำ andนู๋ = 19.6 N จากเดิม แรงคือ:
F=0.5\times19.6 = 9.8\text{ N}
จำไว้ว่าการเสียดสีจะให้แรงต้านการเคลื่อนที่เท่านั้น ดังนั้นหากคุณเริ่มดันมันเบาๆ แล้วโดน กระชับขึ้น แรงเสียดทานจะเพิ่มขึ้นเป็นค่าสูงสุดซึ่งเป็นสิ่งที่คุณเพิ่งคำนวณ นักฟิสิกส์บางครั้งเขียนFmax เพื่อให้ประเด็นนี้ชัดเจน
เมื่อบล็อกเคลื่อนที่แล้ว คุณใช้μสไลด์ = 0.2 ในกรณีนี้:
F_{slide}=\mu_{slide} N=0.2\times 19.6 = 3.92\text{ N}