Περιεχόμενο
Η τριβή είναι μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση. Οι φυσικοί διακρίνουν μεταξύ της στατικής τριβής, η οποία δρα για να διατηρήσει ένα σώμα σε ηρεμία και κινητική τριβή, η οποία δρα για να επιβραδύνει την κίνηση της μόλις αρχίσει να κινείται. Η δύναμη που ασκείται από τη στατική τριβή (φάμικρό) είναι ανάλογη με την κατακόρυφη δύναμη που ασκείται από ένα σώμα πάνω στην επιφάνεια κατά μήκος της οποίας κινείται, η οποία ονομάζεται κανονική δύναμη (φάΝ). Ο συντελεστής αναλογικότητας ονομάζεται συντελεστής στατικού κλάσματος, ο οποίος συνήθως υποδηλώνεται από το ελληνικό γράμμα mu με ένα δείκτη μικρό (µμικρό). Η μαθηματική σχέση είναι:
φάμικρό = µμικρό × φάΝ
Αυτός ο συντελεστής εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά των δύο επιφανειών που βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους. Έχει καταγραφεί σε πίνακα για διάφορα υλικά. Αν δεν μπορείτε να βρείτε µμικρό για τα υλικά που χρησιμοποιείτε, μπορείτε να τα προσδιορίσετε με ένα απλό πείραμα.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Για να βρείτε τον ελάχιστο συντελεστή στατικής τριβής μεταξύ δύο υλικών, κατασκευάστε ένα επίπεδο κλίσης από ένα από τα υλικά και τοποθετήστε ένα σώμα κατασκευασμένο από το άλλο υλικό πάνω σε αυτό. Αυξήστε τη γωνία κλίσης έως ότου το σώμα αρχίσει να ολισθαίνει. Η εφαπτομένη της γωνίας είναι ο συντελεστής τριβής.
Χρησιμοποιήστε ένα κεκλιμένο επίπεδο
Ένας απλός τρόπος να προσδιοριστεί µμικρό είναι να τοποθετήσετε το εν λόγω αντικείμενο σε ένα κεκλιμένο επίπεδο κατασκευασμένο από το ίδιο υλικό με την επιφάνεια που μελετάτε. Σταδιακά αυξήστε τη γωνία κλίσης έως ότου το αντικείμενο αρχίσει να ολισθαίνει. Καταγράψτε αυτή τη γωνία. Μπορείτε να βρείτε αμέσως µμικρό επειδή είναι ίση με την εφαπτομένη της γωνίας. Εδώ γιατί:
Καθώς ανεβαίνετε την κλίση, η δύναμη της βαρύτητας ενεργεί σε ένα σώμα μάζας Μ έχει μια οριζόντια και κάθετη συνιστώσα. Εφαρμόζοντας νόμο Newton σε κάθε ένα από αυτά ακριβώς πριν το σώμα αρχίσει να μετακινείται, βρίσκετε το οριζόντιο συστατικό (το οποίο ενεργεί στο Χ-διεύθυνση) φάΧ = maΧ. Το ίδιο ισχύει και για το y κατεύθυνση: φάy = may.
Η επιτάχυνση στο Χ-κατεύθυνση, maΧ, ισούται με τη δύναμη της βαρύτητας, η οποία είναι η επιτάχυνση της μάζας λόγω της βαρύτητας (σολ) φορές το ημίτονο της γωνίας (ø) που σχηματίζεται στο σημείο στήριξης της κλίσης. Δεδομένου ότι το σώμα δεν κινείται, αυτό είναι ίσο με την αντίθετη δύναμη της στατικής τριβής και μπορείτε να γράψετε:
(1) mg × sin (ø) = φάμικρό
ο y-προστατευτικό στοιχείο δύναμης, may, ισούται με το συνημίτονο της γωνίας κατά τη διάρκεια της μάζας, την επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα, και αυτό πρέπει να ισούται με την κανονική δύναμη, καθώς το σώμα δεν κινείται,
(2) φάΝ = mg × cos (ø)
Να θυμάστε ότι φάμικρό = µμικρόφάΝ. Υποκατάστατο για φάμικρό στην εξίσωση (1):
mg × sin (ø) = µμικρόφάΝ
και να χρησιμοποιήσουμε την ισότητα στην εξίσωση (2) για να την υποκαταστήσουμε φάΝ:
mg × sin (ø) = µμικρό × mg × cos (ø)
Ο όρος "mg"ακυρώνει και από τις δύο πλευρές:
µμικρό = sin (ø) / cos (ø) = μαύρισμα (ø)