최대 정지 마찰력 산출 방법

 

 

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마찰계수 측정

판에 1N의 물체를 놓고 판을 들어올려서 물체가 움직이는 시점의 각도를 마찰각(ρ)라고 한다.

상기 수식에 의해 마찰계수(μ)가 산출 된다.

 

역으로 마찰계수를 통해 물체가 미끌어지는 시점의 각도를 산출할 수 있다.

통상 금속의 마찰계수는 0.2 정도이고,

상기 수식으로 계산 하면,

마찰계수가 0.2면, 물체가 미끌어지는 시점이 11.3º이다.

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참고

(40) 2020학년도 기계요소설계 2주차 04. 나사역학 체결 - YouTube

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◎ 산출 방법

1. 측정면에 물체를 놓고 해당 물체가 미끄러지는 시점까지 각도(임계각 θ) 측정
2. 정지마찰계수(㎲) 산출 : ㎲ = tanθ
3. 정지마찰력(F) 산출 : F = ㎲ * N(수직항력) 

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◎ 수식 설명

상기의 그림에서 물체가 빗면에 정지해 있다하면,

빗면 방향의 힘의 평형 수식

1) f = mg * sinθ

빗면과 직교한 방향의 힘의 평형 수식

2) N = mg * cosθ

임계각(θ)의 정지마찰력 

3) f = ㎲ * N 

3)을 1)에 대입

4) ㎲ * N = mg * sinθ

2)를 4)에 대입

5) ㎲ * mg * cosθ = mg * sinθ

6) ㎲= sinθ / cosθ

7) ㎲ = tanθ

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◎ 그 외 마찰력 관련

물체가 등속운동을 하든지 가속운동을 하든지 상관없이 움직이는 동안의 마찰력은 일정함