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    Come determinare il coefficiente minimo di attrito statico

    L'attrito è una forza che si oppone al movimento. I fisici distinguono tra attrito statico, che agisce per mantenere un corpo a riposo, e attrito cinetico, che agisce per rallentare il suo movimento una volta che inizia a muoversi. La forza esercitata dall'attrito statico ( F s
    ) è proporzionale alla forza perpendicolare esercitata da un corpo contro la superficie lungo la quale si muove, che è chiamata forza normale ( F
    N). Il fattore di proporzionalità è chiamato coefficiente di frazione statica, che di solito è indicato dalla lettera greca mu con un pedice s
    ( µ s
    ). La relazione matematica è:

    F s
    \u003d µ s
    × F N

    Questo coefficiente dipende dalle caratteristiche delle due superfici che sono in contatto tra loro. È stato tabulato per diversi materiali. Se non riesci a trovare µ
    s
    per i materiali che stai utilizzando, puoi determinarlo con un semplice esperimento.

    TL; DR ( Troppo lungo; non letto)

    TL; DR (Troppo lungo; non letto)

    Per trovare il coefficiente minimo di attrito statico tra due materiali, costruire un piano inclinato da uno dei materiali e posizionare un corpo fatto con l'altro materiale su di esso. Aumenta l'angolazione dell'inclinazione fino a quando il corpo inizia a scivolare. La tangente dell'angolo è il coefficiente di attrito.
    Usa un piano inclinato

    Un modo semplice per determinare µ s
    è di posizionare l'oggetto in questione su un piano inclinato piano fatto dello stesso materiale della superficie che stai studiando. Aumentare gradualmente l'angolazione dell'inclinazione fino a quando l'oggetto inizia a scivolare. Registra quell'angolo. Puoi trovare immediatamente µ s
    perché è uguale alla tangente dell'angolo. Ecco perché:

    Mentre aumenti l'inclinazione, la forza di gravità che agisce su un corpo di massa m
    ha una componente orizzontale e una verticale. Applicando la Legge di Newton a ognuna di queste appena prima che il corpo inizi a muoversi, trovi che la componente orizzontale (che agisce nella x
    -direction) sia F x
    \u003d < em> ma x
    . Lo stesso vale nella direzione y
    : F y
    \u003d ma y
    .

    L'accelerazione nella < em> x
    -direction, ma x
    , è uguale alla forza di gravità, che è massa per accelerazione dovuta alla gravità ( g
    ) volte il seno di l'angolo ( ø
    ) formato al fulcro dell'inclinazione. Poiché il corpo non si muove, questo è uguale alla forza opposta dell'attrito statico e puoi scrivere:

    (1) mg
    × sin ( ø
    ) \u003d F s

    Il componente y
    -direction della forza, ma y
    , è uguale al coseno di l'angolo moltiplica la massa per l'accelerazione dovuta alla gravità e questo deve essere uguale alla forza normale, poiché il corpo non si muove,

    (2) F N
    \u003d < em> mg
    × cos ( ø
    )

    Ricorda che F s
    \u003d µ sF N
    . Sostituisci F s
    nell'equazione (1):

    mg
    × sin ( ø
    ) \u003d µ sF N

    e usa l'uguaglianza con l'equazione (2) per sostituire F N
    :

    mg
    × sin ( ø
    ) \u003d µ s
    × mg ×
    cos ( ø
    )

    Il termine " mg
    " annulla da entrambi i lati:

    µ s
    \u003d sin ( ø
    ) /cos ( ø
    ) \u003d tan ( ø
    )

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