Paano hanapin ang koepisyent ng friction: mga eksperimentong pamamaraan

2024 May -akda: Angel Austin | [email protected]. Huling binago: 2024-01-02 17:57

Ang Friction ay ang pisikal na proseso kung wala ang mismong paggalaw sa ating mundo ay hindi maaaring umiral. Sa pisika, upang kalkulahin ang ganap na halaga ng puwersa ng friction, kinakailangang malaman ang isang espesyal na koepisyent para sa mga gasgas na ibabaw na isinasaalang-alang. Paano makahanap ng friction coefficient? Sasagutin ng artikulong ito ang tanong na ito.

Friction sa physics

Bago sagutin ang tanong kung paano hanapin ang koepisyent ng friction, kailangang isaalang-alang kung ano ang friction at kung ano ang puwersa na nailalarawan nito.

Sa pisika, may tatlong uri ng prosesong ito na nangyayari sa pagitan ng mga solidong bagay. Ito ang friction ng rest, sliding at rolling. Palaging nangyayari ang friction kapag ang isang panlabas na puwersa ay sumusubok na ilipat ang isang bagay. Ang sliding friction, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ay nangyayari kapag ang isang ibabaw ay dumudulas sa isa pa. Panghuli, ang rolling friction ay nangyayari kapag ang isang bilog na bagay (gulong, bola) ay gumulong sa ilang ibabaw.

Ang pagkakatulad ng lahat ng uri ay ang katotohanang pinipigilan ng mga ito ang sinumanAng paggalaw at ang punto ng aplikasyon ng kanilang mga puwersa ay nasa lugar ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga ibabaw ng dalawang bagay. Gayundin, ang lahat ng mga uri na ito ay nagko-convert ng mekanikal na enerhiya sa init.

Ang mga puwersa ng sliding at static friction ay sanhi ng microscopic roughness sa mga ibabaw na kuskusin. Bilang karagdagan, ang mga uri na ito ay dahil sa dipole-dipole at iba pang mga uri ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atom at molekula na bumubuo ng mga rubbing body.

Ang sanhi ng rolling friction ay nauugnay sa hysteresis ng elastic deformation na lumilitaw sa punto ng contact sa pagitan ng gumulong na bagay at ng ibabaw.

Friction force at coefficient of friction

Lahat ng tatlong uri ng solid friction forces ay inilalarawan ng mga expression na may parehong anyo. Narito siya:

F_t=µ_tN.

Narito ang N ay ang puwersang kumikilos patayo sa ibabaw ng katawan. Ito ay tinatawag na reaksyon ng suporta. Ang value na µ_{t- ay tinatawag na coefficient ng kaukulang uri ng friction.}

Ang mga coefficient para sa sliding at rest friction ay mga walang sukat na dami. Ito ay mauunawaan sa pamamagitan ng pagtingin sa pagkakapantay-pantay ng friction force at friction coefficient. Ang kaliwang bahagi ng equation ay ipinahayag sa mga newton, ang kanang bahagi ay ipinahayag din sa mga newton, dahil ang N ay isang puwersa.

Tungkol sa rolling friction, ang coefficient para dito ay magiging isang walang sukat na halaga, gayunpaman, ito ay tinukoy bilang ang ratio ng linear na katangian ng elastic deformation sa radius ng rolling object.

Dapat sabihin na ang mga tipikal na halaga ng mga coefficient ng sliding at rest friction ay ikasampu ng isang unit. Para sa alitanrolling, ang coefficient na ito ay tumutugma sa hundredths at thousandths ng isang unit.

Paano mahahanap ang coefficient ng friction?

Ang

Coefficient µ_{tay depende sa ilang salik na mahirap isaalang-alang sa matematika. Inilista namin ang ilan sa mga ito:}

• materyal ng rubbing surface;
• kalidad ng ibabaw;
• ang pagkakaroon ng dumi, tubig at iba pa;
• mga temperatura sa ibabaw.

Samakatuwid, walang formula para sa µ_t, at dapat itong sukatin sa eksperimentong paraan. Upang maunawaan kung paano hanapin ang coefficient ng friction, dapat itong ipahayag mula sa formula para sa F_{t. Mayroon kaming:}

µ_t =F_t/N.

Lumalabas na para malaman ang µ_{t kailangan na makahanap ng friction force at support reaction.}

Isinasagawa ang kaukulang eksperimento tulad ng sumusunod:

1. Kumuha ng katawan at eroplano, halimbawa, gawa sa kahoy.
2. Ikapit ang dynamometer sa katawan at pantay na ilipat ito sa ibabaw.

Kasabay nito, ang dynamometer ay nagpapakita ng ilang puwersa, na katumbas ng F_{t. Ang reaksyon sa lupa ay katumbas ng bigat ng katawan sa pahalang na ibabaw.}

Ang inilarawang paraan ay nagbibigay-daan sa iyong maunawaan kung ano ang coefficient ng static at sliding friction. Katulad nito, maaari mong eksperimento na matukoy ang µ_trolling.

Isa pang pang-eksperimentong paraan para sa pagtukoy ng µ_{t ay ibinibigay sa anyo ng problema sa susunod na talata.}

Problema sa pagkalkula ng µt

Ang kahoy na beam ay nasa ibabaw ng salamin. Sa pamamagitan ng maayos na pagkiling sa ibabaw, nalaman namin na ang pag-slide ng beam ay nagsisimula sa isang anggulo ng pagkahilig na 15o. Ano ang coefficient ng static friction para sa isang wood-glass pair?

Kapag ang beam ay nasa isang inclined plane sa 15o, ang natitirang friction force para dito ay may pinakamataas na halaga. Ito ay katumbas ng:

F_t=mgsin(α).

Force N ay tinutukoy ng formula:

N=mgcos(α).

Paglalapat ng formula para sa µ_{t, makakakuha tayo ng:}

µ_t=F_{t/N=mgsin(α)/(mgcos(α))=tg(α).}

Pinapalitan ang anggulong α, dumating tayo sa sagot: µ_{t=0, 27.}