คนส่วนใหญ่เข้าใจความเสียดทานในวิธีที่สัญชาตญาณ เมื่อคุณพยายามผลักวัตถุไปตามพื้นผิว การสัมผัสระหว่างวัตถุกับพื้นผิวจะต้านทานการดันของคุณจนถึงแรงกดบางอย่าง การคำนวณแรงเสียดทานทางคณิตศาสตร์มักเกี่ยวข้องกับ "สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน" ซึ่งอธิบายว่าทั้งสอง .มีค่าเท่าใด วัสดุเฉพาะ “เกาะติดกัน” เพื่อต้านทานการเคลื่อนที่ และสิ่งที่เรียกว่า “แรงตั้งฉาก” ที่เกี่ยวข้องกับมวลของ วัตถุ. แต่ถ้าคุณไม่รู้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน คุณจะหาแรงได้อย่างไร? คุณสามารถทำสิ่งนี้ได้โดยการค้นหาผลลัพธ์มาตรฐานทางออนไลน์หรือทำการทดสอบเล็กน้อย
ใช้วัตถุที่เป็นปัญหาและส่วนเล็กๆ ของพื้นผิวที่คุณสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระเพื่อสร้างทางลาดเอียง หากคุณไม่สามารถใช้พื้นผิวทั้งหมดหรือทั้งวัตถุได้ ให้ใช้ชิ้นส่วนที่ทำจากวัสดุชนิดเดียวกัน ตัวอย่างเช่น หากคุณมีพื้นกระเบื้องเป็นพื้นผิว คุณสามารถใช้แผ่นเดียวเพื่อสร้างทางลาดได้ หากคุณมีตู้ไม้เป็นวัตถุ ให้ใช้วัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าที่ทำจากไม้ (ควรให้พื้นผิวที่คล้ายกันบนไม้) ยิ่งคุณเข้าใกล้สถานการณ์จริงมากเท่าไหร่ การคำนวณของคุณก็จะยิ่งแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณสามารถปรับความลาดเอียงของทางลาดได้ โดยการซ้อนหนังสือหลายเล่มหรือสิ่งที่คล้ายกัน เพื่อให้คุณสามารถปรับความสูงสูงสุดได้เล็กน้อย
ยิ่งพื้นผิวลาดเอียงมาก แรงที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งดึงมันลงมาตามทางลาดมากขึ้นเท่านั้น แรงเสียดทานทำงานกับสิ่งนี้ แต่ในบางจุด แรงที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงจะเอาชนะมัน สิ่งนี้บอกคุณถึงแรงเสียดทานสูงสุดของวัสดุเหล่านี้ และนักฟิสิกส์อธิบายสิ่งนี้ผ่านสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต (μคงที่). การทดสอบช่วยให้คุณค้นหาค่าสำหรับสิ่งนี้
วางวัตถุไว้บนพื้นผิวในมุมตื้นที่จะไม่เลื่อนลงมาตามทางลาด ค่อยๆ เพิ่มความลาดเอียงของทางลาดโดยการเพิ่มหนังสือหรือวัตถุบางๆ ลงในกองของคุณ และค้นหาความชันที่ชันที่สุดที่คุณสามารถถือไว้ได้โดยที่วัตถุไม่เคลื่อนที่ คุณจะลำบากในการหาคำตอบที่แม่นยำที่สุด แต่ค่าประมาณที่ดีที่สุดของคุณจะใกล้เคียงกับค่าจริงสำหรับการคำนวณ วัดความสูงของทางลาดและความยาวของฐานของทางลาดเมื่ออยู่ที่ความเอียงนี้ คุณกำลังถือว่าทางลาดเป็นการสร้างสามเหลี่ยมมุมฉากกับพื้นและวัดความยาวและความสูงของรูปสามเหลี่ยม
คณิตศาสตร์สำหรับสถานการณ์ทำงานออกมาอย่างเรียบร้อย และปรากฎว่าแทนเจนต์ของมุมเอียงบอกค่าสัมประสิทธิ์ให้คุณทราบ ดังนั้น:
หรือเนื่องจาก tan = ด้านตรงข้าม / ด้านประชิด = ความยาวของฐาน / ความสูง คุณคำนวณ:
ที่ไหน "นู๋” ย่อมาจากแรงปกติ สำหรับพื้นผิวเรียบ ค่านี้จะเท่ากับน้ำหนักของวัตถุ ดังนั้นคุณสามารถใช้:
ตัวอย่างเช่น ไม้บนพื้นผิวหินมีค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีเท่ากับμคงที่ = 0.3 ดังนั้นการใช้ค่านี้สำหรับตู้ไม้ขนาด 10 กิโลกรัม (กก.) บนพื้นผิวหิน:
ดูออนไลน์เพื่อหาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างสารทั้งสองของคุณ ตัวอย่างเช่น ยางรถยนต์บนแอสฟัลต์มีค่าสัมประสิทธิ์μคงที่ = 0.72 น้ำแข็งบนไม้มีμคงที่ = 0.05 และไม้บนอิฐได้μคงที่ = 0.6. ค้นหาค่าสำหรับสถานการณ์ของคุณ (รวมถึงการใช้สัมประสิทธิ์การเลื่อนหากคุณไม่ได้คำนวณความเสียดทานจากการเคลื่อนที่) และจดไว้
หากไม่เป็นเช่นนั้น แรงตั้งฉากจะอ่อนลง ในกรณีนี้ จงหามุมเอียงθและคำนวณ:
ตัวอย่างเช่น ใช้ก้อนน้ำแข็ง 1 กก. วางบนไม้ เอียงเป็น 30° แล้วจำไว้ว่าg= 9.8 ม. / วินาที2, สิ่งนี้ให้:
F=\cos{\theta} \mu_{static} mg=\cos{30}\times 0.05 \times 1 \times 9.8 = 0.424\text{ N}