Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Izmerite čas gibanja
- Izračunajte silo trenja
- Grafirajte silo trenja
- Zabeležite podatke o rami
Trenje se pojavi na dva načina: kinetično in statično. Kinetično trenje deluje na predmet, ki drsi po površini, medtem ko se statično trenje pojavi, ko trenje prepreči premikanje predmeta. Preprost, a učinkovit model trenja je, da je sila trenja, f, enaka produktu normalne sile, N in številu, ki se imenuje koeficient trenja, μ. Koeficient je različen za vsak par materialov, ki se med seboj dotikajo, vključno z materialom, ki medsebojno deluje. Normalna sila je sila, pravokotna na vmesnik med dvema drsnima površinama - z drugimi besedami, kako močno se pritiskata drug proti drugemu.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Formula za izračun koeficienta trenja je μ = f ÷ N. Sila trenja, f, vedno deluje v nasprotni smeri predvidenega ali dejanskega gibanja, vendar le vzporedno s površino.
Izmerite čas gibanja
Če želite izmeriti silo trenja, postavite poskus, v katerem blok, potegnjen z vrvico, ki poteka čez škripec in je pritrjen na visečo maso, drsi po stezi. Blok zaženite čim dlje od jermenice, sprostite blok in zabeležite čas, t, potreben je premik razdalje, L ob progi. Ko je viseča masa majhna, boste morda morali zelo rahlo potisniti blok, da se premakne. To meritev ponovite z različnimi visečimi masami.
Izračunajte silo trenja
Izračunajte silo trenja. Za začetek najprej izračunajte Fnet, neto silo na bloku. Enačba je Fnet = 2ML ÷ t2, kjer je M masa bloka v gramih.
Aplicirana sila na blok, Fap uporabljena, je poteg od vrvi zaradi teže viseče mase, m. Izračunajte uporabljeno silo Fapplied = mg, kjer je g = 9,81 metra na sekundo, konstanta gravitacijskega pospeška.
Izračunajte N, normalna sila je teža bloka. N = Mg
Zdaj izračunajte silo trenja, f, razliko med uporabljeno silo in neto silo. Enačba je f = Fapplied - Fnet.
Grafirajte silo trenja
Sili trenja, f, na os y glede na normalno silo, N, na os x. Nagib vam bo dajal koeficient kinetičnega trenja.
Zabeležite podatke o rami
Predmet postavite na stezo na enem koncu in ga počasi dvignite, da naredite klančino. Zapišite kot, θ, pri katerem blok šele začne drseti. Pod tem kotom je učinkovita sila gravitacije, ki deluje navzdol po rampi, komajda večja od sile trenja, ki preprečuje, da bi blok začel drseti. Vključitev fizike trenja z geometrijo nagnjene ravnine daje preprosto formulo za koeficient statičnega trenja: μ = tan (θ), kjer je μ koeficient trenja in θ kot.