Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Mittaa liikkumisaika
- Laske kitkavoima
- Piirrä kitkavoima
- Tallenna ramptitiedot
Kitka tapahtuu kahdella tavalla: kineettinen ja staattinen. Kineettinen kitka vaikuttaa esineeseen, joka liukuu pinnalla, kun taas staattinen kitka tapahtuu, kun kitka estää esineen liikkumista. Yksinkertainen, mutta tehokas kitkamalli on, että kitkavoima f on yhtä suuri kuin normaalivoiman N, ja kitkakertoimeen μ merkitty luku. Kerroin on erilainen jokaiselle parille, joka koskettaa toisiaan, mukaan lukien materiaalille, joka on vuorovaikutuksessa itsensä kanssa. Normaali voima on voima, joka on kohtisuorassa kahden liukupinnan väliseen rajapintaan - toisin sanoen kuinka kovasti ne työntävät toisiaan vastaan.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kitkakertoimen laskentakaava on μ = f ÷ N. Kitkavoima f toimii aina suunnitellun tai todellisen liikkeen vastakkaiseen suuntaan, mutta vain pinnan suuntaisesti.
Mittaa liikkumisaika
Kitkavoiman mittaamiseksi suoritetaan koe, jossa hihnapyörän yli kulkevan ja ripustettavan massan mukana kiinnitetyn narun vetämä lohko liukuu radan poikki. Aloita lohko niin kaukana hihnapyörästä, vapauta lohko ja kirjaa aika, t, joka kuluu etäisyyden L siirtämiseen radalla. Kun roikkuu massa on pieni, saatat joutua työntämään lohkoa hiukan saadaksesi sen liikkumaan. Toista tämä mittaus erilaisilla ripustusmassoilla.
Laske kitkavoima
Laske kitkavoima. Aluksi laske ensin Fnet, lohkon nettovoima. Yhtälö on Fnet = 2ML ÷ t2, missä M on kappaleen massa grammoina.
Lohkoon kohdistettu voima, Fapplied, on veto nauhasta johtuen riippuvan massan painosta m. Laske käytetty voima, Fapplied = mg, missä g = 9,81 metriä sekunnissa neliö, painovoimakiihtyvyysvakio.
Laske N, normaali voima on lohkon paino. N = Mg.
Laske nyt kitkavoima f, käytetyn voiman ja nettovoiman välinen ero. Yhtälö on f = Fapplied - Fnet.
Piirrä kitkavoima
Piirrä kitkavoima f y-akselilla normaalia voimaa N vastaan x-akselille. Kaltevuus antaa sinulle kineettisen kitkakertoimen.
Tallenna ramptitiedot
Aseta esine raiteelle toisesta päästä ja nosta sitä päätä hitaasti rampin luomiseksi. Tallenna kulma θ, jossa lohko alkaa vain liukua. Tässä kulmassa ramppia alas vaikuttava tosiasiallinen painovoima on vain tuskin suurempi kuin kitkavoima, joka estää lohkon alkamasta liukumaan. Kitkafysiikan sisällyttäminen kaltevan tason geometriaan antaa yksinkertaisen kaavan staattisen kitkakerroinlle: μ = tan (θ), missä μ on kitkakerroin ja θ on kulma.