Содержание
Трение - это сила, которая противодействует движению. Физики различают статическое трение, которое действует, чтобы удерживать тело в покое, и кинетическое трение, которое замедляет его движение, когда оно начинает двигаться. Сила, создаваемая статическим трением (Fs) пропорциональна перпендикулярной силе, прикладываемой телом к поверхности, по которой оно движется, что называется нормальной силой (FN). Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом статической дроби, который обычно обозначается греческой буквой mu с нижним индексом s (µs). Математическое соотношение:
Fs = µs × FN
Этот коэффициент зависит от характеристик двух поверхностей, которые находятся в контакте друг с другом. Он был сведен в таблицу для ряда различных материалов. Если вы не можете найти µs для материалов, которые вы используете, вы можете определить это с помощью простого эксперимента.
TL; DR (слишком долго; не читал)
TL; DR (слишком долго; не читал)
Чтобы найти минимальный коэффициент статического трения между двумя материалами, постройте наклонную плоскость из одного из материалов и поместите на нее корпус, изготовленный из другого материала. Увеличивайте угол наклона, пока тело не начнет скользить. Тангенс угла является коэффициентом трения.
Используйте наклонную плоскость
Простой способ определить µs заключается в том, чтобы поместить рассматриваемый объект на наклонной плоскости, изготовленной из того же материала, что и поверхность, которую вы изучаете. Постепенно увеличивайте угол наклона, пока объект не начнет скользить. Запишите этот угол. Вы можете сразу найти µs потому что он равен тангенсу угла. Вот почему:
Когда вы поднимаете наклон, сила тяжести действует на массу тела. м имеет горизонтальную и вертикальную составляющую. Применяя закон Ньютона к каждому из них непосредственно перед тем, как тело начинает двигаться, вы обнаружите горизонтальный компонент (который действует в Икснаправление) быть FИкс = мамаИкс, То же самое верно в Y направление: FY = мамаY.
Ускорение в Икс-направление, мамаИкс, равна силе тяжести, которая является массой, умноженной на ускорение силы тяжести (грамм) раз синус угла (ø) сформировался на опоре уклона. Поскольку тело не движется, это равно противодействующей силе статического трения, и вы можете написать:
(1) мг × грех (ø) = Fs
Y-направленная составляющая силы, мамаY, равен косинусу угла, умноженного на массу, умноженную на ускорение силы тяжести, и это должно равняться нормальной силе, поскольку тело не движется,
(2) FN = мг × cos (ø)
Помни что Fs = µsFN, Замена для Fs в уравнении (1):
мг × грех (ø) = µsFN
и использовать равенство уравнению (2), чтобы заменить FN:
мг × грех (ø) = µs × мг × соз (ø)
Термин "мг"отменяет с обеих сторон:
µs = грех (ø) / cos (ø) = загар (ø)