II.8.3. Legea frecării
Legea frecării:
Modulul forței de frecare la alunecare este direct proporțional cu modulul forței de apăsare normală (N) pe suprafața de contact și are expresia matematică:
μ (litera grecească miu) este coeficientul de frecare la alunecare. Acest coeficient este o constantă adimensională, care exprimă dependența forței de frecare la alunecare de felul în care sunt prelucrate (șlefuite) suprafețele de contact ale corpurilor ce alunecă unul peste celălalt.
N este forța de apăsare normală.
Materiale necesare:
Cutiuță de carton (de la chibrituri), fir, pahar de plastic, mochetă, monede.
Descrierea experimentului:
- Prinde un fir mai lung de cutiuță și leagă capătul celălalt al firului de tortița unui pahar de plastic. Adaugă câteva monede în cutie.
- Așază cutiuța la marginea mesei și adaugă monede în pahar până când începe mișcarea uniformă a cutiei.
- Numără monedele din pahar și calculează masa lor și apoi greutatea lor.
- Așază pe blatul mesei o mochetuță și pune acum cutia la capătul mesei.
- Adaugă monede în pahar până când începe mișcarea uniformă a cutiei pe mochetă.
- Numără monedele din pahar.
Numărul monedelor este mai mare când cutia alunecă pe mochetă.
Concluzia experimentului:
Pentru suprafețe netede (de exemplu: gresie, pal melaminat, sticlă, gheață, parchet, linoleum) forța de frecare care
apare la alunecarea unui corp este mică.
Pentru suprafețe aspre / grunjoase (de exemplu: covor, mochetă, nisip, pietriș) forța de frecare care apare la
alunecarea unui corp este mare.
Dependența forței de frecare de gradul de șlefuire al suprafeței pe care alunecă un corp este dată de o constantă de material, numită coeficient de frecare le alunecare, notat cu litera grecească "miu" = μ.
Materiale necesare:
Cutiuță de carton (de la chibrituri), fir, pahar de plastic, monede.
Descrierea experimentului:
- Prinde un fir mai lung de cutiuță și leagă capătul celălalt al firului de tortița unui pahar de plastic. Adaugă câteva monede în cutie (eu am pus 4 monede de 50 de bani, fiecare având masa de 6,1 g) și calculează-le masa și greutatea.
- Așază cutiuța la marginea mesei și adaugă monede în pahar până când începe mișcarea uniformă a cutiei (eu am pus 2 monede de 10 bani, fiecare având masa de 4 g).
- Numără monedele din pahar și calculează masa lor și apoi greutatea lor.
- Repetă experimentul mărind numărul de monede din cutiuță. Cum este numărul de monede din pahar față de cel anterior ?
Forța de frecare (dată de greutatea monedelor din pahar), crește odată cu greutatea monedelor din cutie (dată de greutatea monedelor din cutie).
Concluzia experimentului:
Forța de frecare care apare la alunecarea unui corp este direct proporțională cu forța de apăsare normală a corpului.
Constanta de proporționalitate este coeficientul de frecare la alunecare, μ.
Materiale necesare:
2 cutiuțe de carton (de la chibrituri) diferite ca mărime, fir, pahar de plastic, monede
Descrierea experimentului:
- Prinde un fir mai lung de cutiuța mai mare și leagă capătul celălalt al firului de tortița unui pahar de plastic. Adaugă câteva monede în cutie (eu am pus 12 monede de 50 de bani).
- Așază cutiuța la marginea mesei și adaugă monede în pahar până când începe mișcarea uniformă a cutiei.
- Numără monedele din pahar (eu am pus 9 monede de 10 bani).
- Repetă experimentul cu o cutiuță mai mică în care să pui aceleași monede ca și în cea mare.
- Numără monedele din pahar (eu am pus tot 9 monede de 10 bani).
Forța de frecare nu depinde de suprafața de contact a cutiei cu masa.
Concluzia experimentului:
Forța de frecare, care apare la alunecarea unui corp nu depinde de aria suprafeței de contact a corpului cu suprafața
de alunecare.