Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Măsurați timpul mișcării
- Calculați forța de frecare
- Grafică forța de frecare
- Înregistrați datele rampei
Frecarea apare în două moduri: cinetic și static. Fricțiunea cinetică acționează asupra unui obiect care alunecă pe o suprafață, în timp ce frecarea statică apare atunci când frecarea împiedică mișcarea obiectului. Un model simplu, dar eficient pentru frecare, este faptul că forța de frecare, f, este egală cu produsul forței normale, N, și un număr numit coeficient de frecare, μ. Coeficientul este diferit pentru fiecare pereche de materiale care se contactează, inclusiv un material care interacționează cu el însuși. Forța normală este forța perpendiculară pe interfața dintre două suprafețe glisante - cu alte cuvinte, cât de tare se împing una împotriva celeilalte.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Formula pentru calcularea coeficientului de frecare este μ = f ÷ N. Forța de frecare, f, acționează întotdeauna în direcția opusă mișcării propuse sau efective, dar numai paralelă cu suprafața.
Măsurați timpul mișcării
Pentru a măsura forța de frecare, configurați un experiment în care un bloc, tras de o sfoară care trece peste un scripetă și care este atașat de o masă agățată, alunecă pe o pistă. Porniți blocul cât mai departe de scripete, eliberați blocul și înregistrați timpul, t, este nevoie pentru a muta o distanță, L, de-a lungul pistei. Atunci când masa agățată este mică, este posibil să fie nevoie să aruncați blocul foarte ușor pentru a-l deplasa. Repetați această măsurătoare cu diferite mase agățate.
Calculați forța de frecare
Calculați forța de frecare. Pentru început, calculează mai întâi Fnet, forța netă pe bloc. Ecuația este Fnet = 2ML ÷ t2, unde M este masa blocului în grame.
Forța aplicată pe bloc, Fapplied, este atragerea din coarda cauzată de greutatea masei agățate, m. Calculați forța aplicată, Fapplied = mg, unde g = 9,81 metri pe secundă pătrat, constanta de accelerație gravitațională.
Calculați N, forța normală este greutatea blocului. N = Mg.
Acum, calculați forța de frecare, f, diferența dintre forța aplicată și forța netă. Ecuația este f = Fapplied - Fnet.
Grafică forța de frecare
Grafică forța de frecare, f, pe axa y față de forța normală, N, pe axa x. Panta vă va oferi coeficientul de frecare cinetic.
Înregistrați datele rampei
Puneți obiectul pe pistă la un capăt și ridicați încet acel capăt pentru a face o rampă. Înregistrați unghiul, θ, la care blocul începe să alunece. În acest unghi, forța efectivă a gravitației care acționează în jos este doar mai mare decât forța de frecare care împiedică blocarea să înceapă să alunece. Incorporarea fizicii frecării cu geometria planului înclinat oferă o formulă simplă pentru coeficientul de frecare statică: μ = bronz (θ), unde μ este coeficientul de frecare și θ este unghiul.