Садржај
Већина људи трење разумије на интуитиван начин. Када покушате да гурнете предмет уздуж неке површине, контакт објекта и површине одолева вашем притиску до одређене снаге притиска. Математичко израчунавање силе трења обично укључује „коефицијент трења“, који описује колико се два специфична материјала „лепе“ заједно да се одупру кретању, и нешто што се назива „нормална сила“ која се односи на масу предмета. Али ако не знате коефицијент трења, како ћете одредити снагу? То можете постићи или претраживањем стандардног резултата на мрежи или малим експериментом.
Експериментално проналажење силе трења
Употријебите предметни објект и мали дио површине по којем се можете слободно кретати како бисте поставили нагнуту рампу. Ако не можете да користите читаву површину или цео предмет, само користите комад нечега направљеног од истог материјала. На пример, ако имате поплочан под као површину, можете користити једну плочицу за стварање рампе. Ако имате дрвени ормар као предмет, користите други, мањи предмет направљен од дрвета (у идеалном случају са сличним завршетком на дрвету). Што се више приближите стварној ситуацији, то ће ваш рачун бити тачнији.
Осигурајте да можете подесити нагиб рампе, слажући низ књига или нешто слично, тако да можете извршити мала подешавања на њеној максималној висини.
Што је више нагнута површина, то ће јача сила захваљујући гравитацији радити на повлачењу низ рампу. Снага трења делује против тога, али у одређеном тренутку сила захваљујући гравитацији га превазилази. Ово вам говори о максималној сили трења за ове материјале, а физичари то описују коефицијентом статичког трења (μстатички). Експеримент вам омогућава да пронађете вредност за ово.
Предмет поставите на површину под плитким углом који га неће учинити да клизне низ рампу. Постепено повећавајте нагиб рампе додавањем књига или других танких предмета у свој стог и пронађите најстрмији нагиб на којем можете да га држите без померања објекта. Настојаћете да добијете потпуно прецизан одговор, али ваша најбоља процена биће довољно близу стварној вредности за прорачун. Измерите висину рампе и дужину базе рампе када је то нагиб. Ви углавном третирате рампу као да формирате правоугаони троугао са подом и мерите дужину и висину троугла.
Математика ситуације делује уредно, а испада да тангента угла нагиба говори о вредности коефицијента. Тако:
μстатички = тан (θ)
Или, из разлога што је тан = супротно / суседно = дужина базе / висине, израчунавате:
μстатички = тан (дужина базе / висина рампе)
Попуните ово израчунавање да бисте пронашли вредност коефицијента за вашу специфичну ситуацију.
Савети
Ф = μстатички Н
Где "Н“Означава нормалну силу. За равну површину вредност ове вредности једнака је тежини предмета, тако да можете користити:
Ф = μстатички мг
Ево, м је маса објекта и г је убрзање захваљујући гравитацији (9,8 м / с2).
На пример, дрво на каменој површини има коефицијент трења од μстатички = 0,3, тако да користите ову вредност за дрвени ормар од 10 килограма (кг) на каменој површини:
Ф = μстатички мг
= 0.3 × 10 кг × 9.8 м / с2
= 29,4 Њута
Проналажење силе трења без експеримента
Потражите на мрежи да бисте пронашли коефицијент трења између ваше две супстанце. На пример, аутомобилска гума на асфалту има коефицијент μстатички = 0.72, леда на дрву има μстатички = 0,05, а дрво на цигли има μстатички = 0.6. Пронађите вредност за своју ситуацију (укључујући коришћење коефицијента клизања ако не рачунате трење из стационара) и забележите је.
Следећа једначина говори о јачини силе трења (са коефицијентом статичког трења):
Ф = μстатички Н
Ако је ваша површина равна и паралелна са тлом, можете користити:
Ф = μстатички мг
Ако није, нормална сила је слабија. У овом случају пронађите угао нагиба θ, и израчунати:
Ф = цос (θ) μстатички мг
На пример, користећи блок леда од 1 кг на дрву, нагнутом до 30 °, и то се сећам г = 9.8 м / с2, ово даје:
Ф = цос (θ) μстатички мг
= цос (30 °) × 0,05 × 1 кг × 9,8 м / с2
= 0.424 Њута