Зміст
Тертя - це сила, яка протистоїть руху. Фізики розрізняють статичне тертя, яке діє для утримання тіла в спокої, і кінетичне тертя, яке діє для уповільнення його руху, коли воно починає рухатися. Сила, що чиниться статичним тертям (Жс) пропорційна перпендикулярній силі, прикладеній тілом до поверхні, уздовж якої рухається, що називається нормальною силою (ЖN). Коефіцієнтом пропорційності називають коефіцієнт статичної дробу, який зазвичай позначається грецькою літерою mu з підписом с (µс). Математичне відношення:
Жс = µс × ЖN
Цей коефіцієнт залежить від характеристик двох поверхонь, які контактують одна з одною. Він складений у таблиці для кількох різних матеріалів. Якщо ви не можете знайти µс для матеріалів, які ви використовуєте, ви можете визначити це простим експериментом.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Щоб знайти мінімальний коефіцієнт статичного тертя між двома матеріалами, побудуйте площину нахилу з одного з матеріалів і покладіть на неї тіло, виготовлене з іншого матеріалу. Збільшуйте кут нахилу, поки тіло не почне ковзати. Тангенс кута - коефіцієнт тертя.
Використовуйте похилу площину
Простий спосіб визначення µс полягає в тому, щоб розмістити розглянутий предмет на похилій площині, виготовленої з того ж матеріалу, що і поверхня, яку ви вивчаєте. Поступово збільшуйте кут нахилу, поки об’єкт не почне ковзати. Запишіть цей кут. Ви можете відразу знайти µс тому що вона дорівнює дотичній куті. Ось чому:
Піднімаючи нахил, сила тяжіння, що діє на тіло маси м має горизонтальну та вертикальну складові. Застосовуючи закон Ньютона до кожного з них перед тим, як тіло починає рухатись, ви знаходите горизонтальну складову (яка діє в х-направлення) бути Жх = мах. Те саме стосується і у напрямок: Жу = мау.
Прискорення в х-направлення, мах, дорівнює силі тяжіння, яка є масовою в рази прискоренням за рахунок сили тяжіння (г) разів синус кута (ø), що утворюється на вогнищі нахилу. Оскільки тіло не рухається, це дорівнює протилежної силі статичного тертя, і ви можете написати:
(1) мг × гріх (ø) = Жс
The у-направляючий компонент сили, мау, дорівнює косинусу кута, кратному масі, кратному прискоренню внаслідок сили тяжіння, і це має дорівнювати нормальній силі, оскільки тіло не рухається,
(2) ЖN = мг × cos (ø)
Пам'ятайте, що Жс = µсЖN. Заміни на Жс у рівнянні (1):
мг × гріх (ø) = µсЖN
і використовувати рівняння до рівняння (2) для заміни ЖN:
мг × гріх (ø) = µс × мг × cos (ø)
Термін "мг"скасовує з обох сторін:
µс = гріх (ø) / cos (ø) = засмага (ø)