Obsah
Trenie je sila, ktorá pôsobí proti pohybu. Fyzici rozlišujú medzi statickým trením, ktoré pôsobí na udržanie tela v pokoji, a kinetickým trením, ktoré po spomalení pohybu spomaľuje. Sila pôsobiaca statickým trením (Fs) je úmerná kolmej sile, ktorú pôsobí telo na povrch, pozdĺž ktorého sa pohybuje, ktorý sa nazýva normálna sila (FN). Faktor proporcionality sa nazýva koeficient statickej frakcie, ktorý je zvyčajne označený gréckym písmenom mu s dolným indexom s (µs). Matematický vzťah je:
Fs = µs × FN
Tento koeficient závisí od vlastností dvoch povrchov, ktoré sú vo vzájomnom kontakte. Bola uvedená v tabuľke pre množstvo rôznych materiálov. Ak nemôžete nájsť µs pre materiály, ktoré používate, môžete to určiť pomocou jednoduchého experimentu.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Ak chcete nájsť minimálny koeficient statického trenia medzi dvoma materiálmi, zostavte rovinu naklonenia z jedného z materiálov a naň umiestnite telo vyrobené z iného materiálu. Zväčšite uhol sklonu, kým sa telo nezačne kĺzať. Dotyčnica uhla je koeficientom trenia.
Použite naklonenú rovinu
Jednoduchý spôsob určenia µs je položiť predmet na naklonenú rovinu vyrobenú z rovnakého materiálu ako povrch, ktorý študujete. Postupne zvyšujte uhol sklonu, kým sa objekt nezačne kĺzať. Zaznamenajte tento uhol. Okamžite nájdete µs pretože sa rovná dotyčnici uhla. Tu je dôvod, prečo:
Keď zdvíhate svah, gravitačná sila pôsobí na telo hmoty m má horizontálnu a vertikálnu zložku. Pri použití Newtonovho zákona na každý z nich tesne pred tým, ako sa telo začne pohybovať, nájdete horizontálnu zložku (ktorá pôsobí v Xsmerovanie) FX = maX, To isté platí v prípade internetu y smer: Fy = may.
Zrýchlenie v Xexitom smer, maX, sa rovná gravitačnej sile, čo je hmotnostné násobok zrýchlenia v dôsledku gravitácie (g) krát sinusový uhol (ø), tvorené v strede svahu. Pretože telo sa nepohybuje, je to rovnaké ako protichodná sila statického trenia a môžete napísať:
(1) mg × hriech (ø) = Fs
y- smerová zložka sily, may, sa rovná kosínu uhlovnásobku hmotnosti a zrýchlenia v dôsledku gravitácie a musí sa rovnať normálnej sile, pretože telo sa nepohybuje,
(2) FN = mg × cos (ø)
Zapamätaj si to Fs = µsFN, Zastupovať za Fs v rovnici (1):
mg × hriech (ø) = µsFN
a nahradiť ho rovnicou (2) FN:
mg × hriech (ø) = µs × mg × cos (ø)
Termín "mg„zruší sa z oboch strán:
µs = hriech (ø) / cos (ø) = tan (ø)