De flesta föremål är inte riktigt så släta som du tror att de är. På mikroskopisk nivå är till och med uppenbarligen släta ytor verkligen ett landskap av små kullar och dalar, för små för att verkligen se men gör en enorm skillnad när det gäller att beräkna relativ rörelse mellan två kontaktytor.

Dessa små brister i ytorna låses ihop, vilket ger upphov till friktionskraften, som verkar i motsatt riktning till alla rörelser och måste beräknas för att bestämma nettokraften på föremålet. kinetisk friktion
är annars känd som glidande friktion
, medan statisk friktion påverkar objektet innan det börjar röra sig och rullande friktion
avser specifikt rullande föremål som hjul.

Lär dig vad kinetisk friktion betyder, hur man hittar lämplig friktionskoefficient och hur man beräknar det berättar allt du behöver veta för att hantera fysikproblem med kraften hos friktion.
Definition av Kinetic F riktion

Den mest enkla kinetiska friktionsdefinitionen är: motståndet mot rörelse som orsakas av kontakten mellan en yta och objektet som rör sig mot den. Den kinetiska friktionens kraft verkar för att motsätta sig mot objektets rörelse, så om du skjuter något framåt, skjuter friktionen den bakåt.

Den kinetiska fiktionskraften gäller bara för ett objekt som rör sig (därmed "kinetisk") och är också känd som glidfriktion. Detta är den kraft som motsätter sig glidande rörelse (trycka en låda över golvskivor), och det finns specifika friktionskoefficienter för denna och andra typer av friktion (till exempel rullningsfriktion).

annan viktig typ av friktion mellan fasta ämnen är statisk friktion, och detta är motståndet mot rörelse som orsakas av friktionen mellan ett fortfarande och objekt och en yta. statisk friktionskoefficient
är i allmänhet större än kinetisk friktionskoefficient, vilket indikerar att friktionskraften är svagare för objekt som redan är i rörelse.
Equation for Kinetic Friction

Friktionskraften definieras bäst med en ekvation. Friktionskraften beror på friktionskoefficienten för den typ av friktion som beaktas och storleken på den normala kraften som ytan utövar på föremålet. För glidande friktion ges friktionskraften av:
F_k \u003d μ_k F_n

Där F
_{k är den kinetiska friktionens kraft, μ
k är glidfriktionskoefficienten (eller kinetisk friktion) och F
n är normalkraften, lika med objektets vikt om problemet innebär en horisontell yta och inga andra vertikala krafter verkar (dvs. , F
n \u003d mg
, där m
är objektets massa och g
är accelerationen på grund av tyngdkraften). Eftersom friktion är en kraft är friktionskraftens enhet Newton (N). Kinetisk friktionskoefficient är enhetlös.}

Ekvationen för statisk friktion är i princip densamma, förutom att glidfriktionskoefficienten ersätts av den statiska friktionskoefficienten ( μ
_{s). Detta är verkligen bäst tänkt på som ett maximivärde eftersom det ökar upp till en viss punkt, och sedan om du tillämpar mer kraft på objektet kommer det att börja röra sig:
F_s \\ leq μ_s F_n Beräkningar med kinetisk friktion}

Att arbeta med den kinetiska friktionskraften är enkelt på en horisontell yta, men lite svårare på en lutande yta. Ta till exempel ett glasblock med en massa av m
\u003d 2 kg och skjuts över en horisontell glasyta, 𝜇
_{k \u003d 0,4. Du kan enkelt beräkna den kinetiska friktionskraften med relationen F
n \u003d mg
och notera att g
\u003d 9,81 m /s ^{2:
\\ börja {inriktat} F_k &\u003d μ_k F_n \\\\ &\u003d μ_k mg \\\\ &\u003d 0,4 × 2 \\; \\ text {kg} × 9,81 \\; \\ text {m /s} ^ 2 \\\\ &\u003d 7.85 \\; \\ text {N} \\ slut {inriktad}}}

Föreställ dig nu samma situation, förutom att ytan lutar 20 grader mot horisontellt. Normalkraften är beroende av komponenten i vikten
av objektet riktat vinkelrätt mot ytan, vilket ges av mg
cos ( θ
), där < em> θ
är lutningsvinkeln. Observera att mg och synd ( θ
) säger dig tyngdkraften som drar den nerför lutningen.

Med blocket i rörelse ger detta:
\\ börja {inriktad} F_k &\u003d μ_k F_n \\\\ &\u003d μ_k mg \\; \\ cos (θ) \\\\ &\u003d 0,4 × 2 \\; \\ text {kg} × 9,81 \\; \\ text {m /s} ^ 2 × \\ cos (20 °) \\\\ &\u003d 7.37 \\; \\ text {N } \\ end {inriktad}

Du kan också beräkna statisk friktionskoefficient med ett enkelt experiment. Föreställ dig att du försöker börja trycka eller dra ett 5 kg träblock över betong. Om du registrerar den applicerade kraften i det exakta ögonblicket då rutan börjar röra sig kan du ordna den statiska friktionsekvationen för att hitta lämplig friktionskoefficient för trä och sten. Om det kräver 30 N kraft för att flytta blocket, så är det maximala för F
_{s \u003d 30 N, så:
F_s \u003d μ_s F_n}

Återordnar till:
\\ börja {inriktad} μ_s &\u003d \\ frac {F_s} {F_n} \\\\ &\u003d \\ frac {F_s} {mg} \\\\ &\u003d \\ frac {30 \\; \\ text {N}} {5 \\; \\ text {kg} × 9,81 \\; \\ text {m /s} ^ 2} \\\\ &\u003d \\ frac {30 \\; \\ text {N}} {49.05 \\; \\ text {N}} \\\\ &\u003d 0.61 \\ slut {inriktad}

Så koefficienten är omkring 0,61.