마찰

그림 1.

그림 1은 수평 평면에 있는 오브젝트에서 작용하는 4개의 힘을 보여 주습니다. 일부 적용된 수평 힘에 해당합니다. 물체의 중력은 물체에 대한 중력의 힘이며, 이는 일반 힘에 의해 동등하지만 반대 방향으로 일치한다. 일반 힘은 중력에 반대되는 물체에 작용하는 표면의 결과입니다. 정상적인 힘은 책이 단순히 놓여있는 테이블을 통해 떨어지지 않는 이유를 설명합니다. 마지막으로, 적용 된 힘에 반대하는 것은 마찰 력입니다. 마찰력은 정상 력에 비례합니다.

, (방정식 1)

마찰계수가 어디에 있는지.

마찰 계수는 실험적으로 측정되어야 하며 접촉중인 두 재료에 의존하는 속성입니다. 마찰계수에는 운동 마찰, 물체가 이미 움직이고 있을 때, 정적 마찰, 물체가 쉬고 움직일 수 있는 일정한 양의 힘이 필요할 때의 두 가지 유형의 마찰이 있습니다. 경로를 따라 슬라이딩하는 오브젝트의 경우 일반 힘은 오브젝트의 무게와 같습니다. 따라서 마찰력은 물체의 계수와 질량에만 의존한다.

물체가 경사 평면에 있는 경우 일반 힘은 경사에 수직이며 그림 2에서 볼 수 있듯이 무게와 동등하지 않습니다.

그림 2.

이 경우 각도 θ에 따라 구성 요소만 일반 힘과 동일합니다.

. (방정식 2)

리포즈 각도는 오브젝트의 중력힘이 정적 마찰력을 극복하고 물체가 경사 평면 아래로 미끄러지기 시작하는 지점으로 정의됩니다. 리포즈 각도에 대한 좋은 근사치는 다음과 같은 것입니다.

. (방정식 3)

이 실험실에서는 마찰계수가 다른 재료를 나타내는 두 개의 금속 프라이팬을 사용합니다. 블록 A는 모래 종이 바닥을 가지며, 이로 인해 마찰계수가 높아지고 블록 B는 부드러운 금속 바닥을 갖게 됩니다.

 표 1. 마찰계수.

차단
A	0.68	0.60
B	0.52	0.47

표 2. 마찰력에 대한 무게와 표면적의 효과.

측량	(N)	더 크거나 작은 계수
블록 B 온 A	16	1.4 단계 = 2.3 단계에서
B의 블록 A	14	1.5 단계 = 2.5 단계에서
작은 표면적	5	1.4 단계 = 0.9 단계에서

표 3. 리포지토리 각도.

차단	자세각 (°)
A	30	0.58
B	24	0.45

실험에서 얻은 결과는 방정식 1과 2에의해 이루어진 예측과 일치합니다. 1단계에서는 정적 마찰이 운동 마찰보다 컸다. 개체가 아직 움직이지 않을 때 마찰을 극복하기 위해 더 많은 힘이 필요하기 때문에 항상 그렇습니다. 2단계에서는, 마찰의 힘이 테이블과 접촉하여 블록의 블록의 중량 및 역학 마찰계수의 중량에 비례하는 것으로 확인되었다. 3단계의 결과는 표면적이 마찰력에 영향을 미치지 않는다는 것을 확인한다. 4단계에서는 재구성 각도를 수학식 3에의해 근사화할 수 있다. 실험실과 관련된 오류는 슬라이딩 블록에 대한 일정한 속도를 유지하면서 힘 스케일을 읽는 데 어려움에서 비롯됩니다. 여러 측정을 하고 평균을 계산하면 이 효과를 줄일 수 있습니다.

마찰은 우리의 일상 생활에서 어디에나 있다. 사실, 그것없이 걸을 수 없을 것입니다. 누군가가 마찰없는 표면을 걷려고 하면, 그는 아무 데도 가지 않을 것입니다. 그의 근육이 그를 앞으로 밀어 땅에 밀어으로 그것은 그의 발의 바닥과 땅 사이의 마찰이다.

엔지니어들은 산업의 거의 모든 면에서 마찰을 줄이기 위해 노력하고 있습니다. 두 개의 서피스가 접촉하면 항상 마찰이 있을 것입니다. 이것은 누군가가 빨리 그녀의 손을 함께 문질러 때 느꼈던 열과 같은 열의 형태를 취할 수 있습니다. 산업 응용 분야에서이 열은 기계를 손상시킬 수 있습니다. 마찰력은 또한 물체의 움직임에 반대하며 기계 작업을 느리게 할 수 있습니다. 따라서 윤활유와 같은 물질은 두 표면 사이의 마찰 계수를 줄이는 데 사용됩니다.

표 4. 마찰의 예 계수.

자료
나무에 나무	0.2
강철에 황동	0.44
콘크리트에 고무	0.8
윤활 공 베어링	< 0.01

이 실험에서 정적 및 운동 마찰계수를 두 개의 서로 다른 슬라이딩 블록으로 측정하였다. 질량이 마찰의 힘에 미치는 영향과 표면적의 효과를 조사하였다. 마지막으로 경사 평면의 블록에 대한 리포지토리 각도를 측정했습니다.