Πώς η μάζα σχετίζεται με την τριβή και με ποιο πείραμα αποδεικνύεται ότι η δύναμη τριβής είναι αναλογική με την κανονική αντίδραση;
μάζα και τριβή:
Η μάζα διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην τριβή. Εδώ είναι:
* Η τριβή εξαρτάται από τη δύναμη που πιέζει τις επιφάνειες μαζί: Αυτή η δύναμη ονομάζεται κανονική αντίδραση (N).
* Η κανονική αντίδραση είναι άμεσα ανάλογη με το βάρος του αντικειμένου: Το βάρος (w) είναι η δύναμη που ασκείται από τη βαρύτητα σε ένα αντικείμενο και υπολογίζεται ως W =mg, όπου το «m» είναι η μάζα και το «g» είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας.
* Επομένως, η τριβή είναι έμμεσα ανάλογη με τη μάζα: Δεδομένου ότι η τριβή εξαρτάται από την κανονική αντίδραση, η οποία εξαρτάται από το βάρος, η τριβή τελικά επηρεάζεται από τη μάζα. Ένα βαρύτερο αντικείμενο ασκεί μεγαλύτερη φυσιολογική δύναμη, οδηγώντας σε υψηλότερη δύναμη τριβής.
Πείραμα για να αποδειχθεί η δύναμη τριβής είναι ανάλογη προς την κανονική αντίδραση:
Μπορείτε να επιδείξετε αυτή τη σχέση με ένα απλό πείραμα:
Υλικά:
* Ξύλινο μπλοκ
* Κλίμακα άνοιξης
* Βάρη (π.χ. βιβλία)
* Ομαλή επιφάνεια (π.χ. επιτραπέζια)
Διαδικασία:
1. Μετρήστε τη στατική τριβή: Τοποθετήστε το ξύλινο μπλοκ στην επιφάνεια και συνδέστε την κλίμακα ελατηρίου σε αυτό. Τραβήξτε οριζόντια στην κλίμακα της άνοιξης μέχρι να αρχίσει να κινείται το μπλοκ. Καταγράψτε τη δύναμη που εμφανίζεται στην κλίμακα. Αυτή είναι η μέγιστη στατική τριβή.
2. Αυξήστε την κανονική αντίδραση: Τοποθετήστε ένα βάρος (π.χ. ένα βιβλίο) πάνω από το ξύλινο μπλοκ. Επαναλάβετε το βήμα 1, τραβώντας το μπλοκ οριζόντια μέχρι να αρχίσει να κινείται. Καταγράψτε τη νέα μέγιστη στατική τριβή.
3. Επαναλάβετε με διαφορετικά βάρη: Προσθέστε περισσότερα βάρη και επαναλάβετε το βήμα 1, κάθε φορά που καταγράφει τη μέγιστη στατική τριβή.
4. Αναλύστε τα δεδομένα: Θα παρατηρήσετε ότι καθώς αυξάνετε την κανονική αντίδραση (προσθέτοντας βάρη), η μέγιστη στατική τριβή αυξάνεται επίσης αναλογικά.
Παρατηρήσεις:
* Στατική τριβή: Η δύναμη που απαιτείται για να ξεπεραστεί η στατική τριβή αυξάνεται καθώς αυξάνεται η κανονική δύναμη. Αυτό δείχνει ότι η στατική τριβή είναι άμεσα ανάλογη με την κανονική δύναμη.
* Κινητική τριβή: Η δύναμη που απαιτείται για να διατηρηθεί το μπλοκ κινείται με σταθερή ταχύτητα (κινητική τριβή) αυξάνεται επίσης καθώς αυξάνεται η κανονική δύναμη. Αυτό δείχνει και πάλι την άμεση σχέση μεταξύ τριβής και κανονικής δύναμης.
Συμπέρασμα:
Αυτό το πείραμα καταδεικνύει ότι η δύναμη τριβής, τόσο στατική όσο και κινητική, είναι άμεσα ανάλογη με την κανονική αντίδραση. Δεδομένου ότι η κανονική αντίδραση είναι άμεσα ανάλογη με το βάρος του αντικειμένου, το οποίο καθορίζεται από τη μάζα του, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η δύναμη τριβής είναι έμμεσα ανάλογη με τη μάζα.
Σημείωση: Αυτό το πείραμα επικεντρώνεται στη σχέση μεταξύ της φυσιολογικής δύναμης και της τριβής. Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την τριβή περιλαμβάνουν τη φύση των επιφανειών σε επαφή και την περιοχή της επαφής.
