Sadržaj
Trenje je sila koja se suprotstavlja gibanju. Fizičari razlikuju statičko trenje, koje djeluje tako da tjera tijelo u mirovanju, i kinetičko trenje, koje djeluje tako da usporava njegovo kretanje kad se krene. Sila izražena statičkim trenjem (Fa) proporcionalna je okomitoj sili koju tijelo vrši protiv površine duž koje se kreće, a koja se naziva normalnom silom (FN). Faktor proporcionalnosti naziva se koeficijent statičke frakcije koji se obično označava grčkim slovom mu s podpisom a (µa). Matematički odnos je:
Fa = µa × FN
Taj koeficijent ovisi o karakteristikama dviju površina koje su međusobno u dodiru. Tabela je za nekoliko različitih materijala. Ako ne možete pronaći µa za materijale koje koristite možete to odrediti jednostavnim eksperimentom.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Da biste pronašli minimalni koeficijent statičkog trenja između dva materijala, napravite ravninu nagiba iz jednog od materijala i na njega postavite tijelo napravljeno od drugog materijala. Povećajte kut nagiba dok tijelo ne počne klizati. Tangenta kuta je koeficijent trenja.
Koristite nagnutu ravninu
Jednostavan način određivanja µa je postavljanje dotičnog predmeta na nagnutu ravninu napravljenu od istog materijala kao i površina koju proučavate. Postupno povećavajte kut nagiba dok predmet ne počne kliziti. Zabilježite taj kut. Možete odmah pronaći µa jer je jednaka tangenti kuta. Evo zašto:
Dok podižete nagib, sila gravitacije djeluje na tijelo mase m ima vodoravnu i okomitu komponentu. Primjenjujući Newtonov zakon na svaki od njih prije nego što se tijelo počne kretati, naći ćete horizontalnu komponentu (koja djeluje u x-smjera) biti Fx = majkax, Isto je iu slučaju y smjer: Fy = majkay.
Ubrzanje u x-smjer, majkax, jednaka je sili gravitacije, koja je masa puta veća od ubrzanja zahvaljujući gravitaciji (g) putanje sinusa kuta (ø) koji nastaju na središnjem dijelu nagiba. Budući da se tijelo ne kreće, ovo je jednako suprotstavljenoj sili statičkog trenja i možete napisati:
(1) mg × grijeh (ø) = Fa
y-smjerna komponenta sile, majkay, jednak je kosinusu kuta koji je puta veći od mase ubrzanja uslijed gravitacije, a to mora biti jednaka normalnoj sili, jer se tijelo ne kreće,
(2) FN = mg × cos (ø)
Zapamti to Fa = µaFN, Zamjena za Fa u jednadžbi (1):
mg × grijeh (ø) = µaFN
i koristiti jednadžbu jednakosti (2) za zamjenu FN:
mg × grijeh (ø) = µa × mg × cos (ø)
Uvjet "mg"otkazuje s obje strane:
µa = grijeh (ø) / cos (ø) = tan (ø)