Friktion uppstår på två sätt: kinetisk och statisk. Kinetisk friktion verkar på ett objekt som glider på en yta medan statisk friktion uppträder när friktionen förhindrar att objektet rör sig. En enkel men effektiv friktionsmodell är att friktionen, f, är lika med produkten av normal kraft, N, och ett tal kallat friktionskoefficienten, μ. Koefficienten är olika för varje par material som kontaktar varandra, inklusive ett material som interagerar med sig själv. Den normala kraften är kraften vinkelrätt mot gränssnittet mellan två glidytor, det vill säga hur svårt de pressar mot varandra.

TL; DR (för länge, läste inte)

Formeln för att beräkna friktionskoefficienten är μ = f ÷ N. Friktionskraften, f, verkar alltid i motsatt riktning av den avsedda eller faktiska rörelsen, men endast parallellt med ytan.

Mät rörelsestiden

För att mäta friktionens kraft, skapa ett experiment där ett block, draget av en sträng som löper över en remskiva och är fäst vid en hängande massa, glider över ett spår. Starta blocket så långt från remskivan som möjligt, släpp blocket och registrera tiden, t, det tar att flytta ett avstånd, L, längs spåret. När den hängande massan är liten kan du behöva knyta blocket väldigt lite för att få det att röra sig. Upprepa mätningen med olika hängande massor.

Beräkna friktionskraften

Beräkna friktionskraften. För att börja beräkna först Fnet, nettovärdet på blocket. Ekvationen är Fnet = 2ML ÷ t ^{2, där M är blockets massa i gram.}

Den applicerade kraften på blocket, Fapplied, är dragningen från strängförklaringen av vikten av den hängande massan, m. Beräkna den applicerade kraften, Fapplied = mg, där g = 9,81 meter per sekund kvadratisk, gravitationsaccelerationskonstanten.

Beräkna N, den normala kraften är vikten av blocket. N = Mg.

Beräkna nu friktionskraften, f, skillnaden mellan den applicerade kraften och nätkraften. Ekvationen är f = Fapplied - Fnet.

Gradera friktionskraften

Gradera friktionskraften, f, på y-axeln mot normal kraft, N, på x-axeln. Lutningen kommer att ge dig den kinetiska friktionskoefficienten.

Record Ramp Data

Placera objektet på banan i ena änden och lyft långsamt det här ändan för att göra en ramp. Spela in vinkeln, θ, vid vilken blocket bara börjar glida. Vid denna vinkel är den effektiva kraften av tyngdkraften som verkar nerför rampen bara knappt större än friktionskraften som hindrar blocket från att börja glida. Införlivande av friktionens fysik med geometrin hos det lutande planet ger en enkel formel för statisk friktionskoefficient: μ = tan (θ), där μ är friktionskoefficienten och θ är vinkeln.