Cómo calcular el coeficiente de fricción

August 9

Cómo calcular el coeficiente de fricción


Hay dos tipos básicos de fricción: cinética y estática. fricción cinética actúa cuando los objetos están en movimiento relativo, mientras que la fricción estática actúa cuando hay una fuerza sobre un objeto, pero el objeto permanece inmóvil. Un modelo simple pero eficaz para la fricción es que la fuerza de fricción, f, es igual al producto de la fuerza normal, N, y un número llamado el coeficiente de fricción, μ, que es diferente para cada par de materiales. Esto incluye un material que interactúan con ella misma. La fuerza normal es la fuerza perpendicular a la superficie de contacto entre dos superficies de deslizamiento - en otras palabras, lo mucho que lo empujan uno contra el otro. La fórmula para calcular el coeficiente de fricción es f = μN. La fuerza de fricción siempre actúa en la dirección opuesta del movimiento deseado o real, pero sólo paralela a la superficie.

instrucciones

Medir μ de fricción cinética y la fricción estática

1 Comienza el bloque tan lejos de la polea de lo posible, suelte el bloque, y registrar el tiempo, t, que se necesita para mover una distancia, L, a lo largo de la pista. Cuando la masa que cuelga es pequeño, puede que tenga que empujar el bloque de muy poco para ponerlo en marcha. Repita el procedimiento con diferentes masas colgantes.

2 Calcular la fuerza de fricción. La fórmula para la fuerza neta sobre el bloque es Fneta = 2ML / t ^ 2, donde M es la masa del bloque en gramos.

Calcula Fneta. La fuerza aplicada sobre el bloque, Faplicada, es el tirón de la cadena de causa por el peso de la masa que cuelga, m. La fórmula es Faplicada = mg, donde g = 9,81 metros por segundo al cuadrado es la constante de aceleración de la gravedad.

Calcula Faplicada. La fuerza normal es el peso del bloque, N = Mg.

Calcular N. La fuerza de fricción es la diferencia entre la fuerza aplicada y la fuerza neta: f = Faplicada - Fneta.

Calcula f.

3 Representa gráficamente la fuerza de fricción, f, en el eje y en contra de la fuerza normal, N, en el eje x. La pendiente le dará el coeficiente de fricción cinética.

4 Colocar el objeto en la pista en un extremo y levante lentamente ese efecto, entablar una rampa. Registrar el ángulo, θ, en la que el bloque empieza a deslizarse. Con este ángulo, la fuerza efectiva de la gravedad que actúa hacia abajo la rampa es apenas mayor que la fuerza de fricción prevenir el bloque de principio a deslizarse. La incorporación de la física de la fricción con la geometría del plano inclinado da una fórmula simple para el coeficiente de fricción estática: μ = tan (θ), donde μ es el coeficiente de fricción y θ es el ángulo.