Studiu comparativ al forţelor de frecare:
statică şi cinetică
Denise-Alexandra Bouroş, Iris-Ioana Mican , Costin-Ionuţ Dobrotă
Colegiul Naţional “Dimitrie Cantemir”, Oneşti, Bacău, România
Forţele de frecare sunt forţe de contact şi au un rol esenţial în studiul mişcării copurilor.
Există situaţii în care forţele de frecare trebuie diminuate pentru a micşora consumul energetic sau
pentru a evita supraîncălzirea pieselor aflate în contact (de exemplu în cazul mişcării pistoanelor în
cilindrii motoarelor termice), dar şi situaţii în care forţele de frecare trebuie să fie cât mai mari (de
exemplu pentru a reduce distanţa de frânare a autovehiculelor sau pentru evitarea derapajelor).
Scopul acestei prezentări este de a înţelege deosebirea între cele două tipuri de forţe de
frecare (statică şi dinamică) şi dependenţa forţei de frecare de unghi în cazul coborârii unui corp
solid pe plan înclinat.
CONFLUENŢE CANTEMIRENE
- Oneşti, 2013 -
Sir Issac Newton
“Philosophiae
Naturalis Principia
Mathematica”, 1687
2
Frecare statică / frecare cinetică – repaus / mişcare
fsF F
fsF F
fcfs FF
F
fcF F
fcF F
Repaus, Ffs = F
Mişcare accelerată, Ffc = μN
Mişcare
rectilinie uniformă
F
Ff
45º
FF fs
.constNF fc
Repaus Mişcare
3
Unghiul de frecare
Unghiul de frecare (φ) este unghiul planului înclinat pe care corpul alunecă uniform (cu viteză constantă)
N
G
tG
nG
fsF
G
tG
nG
N
fcF
α
α
α
N
fcF
tG
nG
G
Cazul α < φ (repaus)
Cazul α = φ (mişcare
rectilinie uniformă)
Cazul α > φ (mişcare
rectilinie uniform variată)
.dacă
,dacă
n
tf
G
GF
.dacăcos
,dacăsin
mg
mgF f
tg
4
Referinţe[1] http://www.lefo.ro/mcu/forta_frecare.htm.
Concluzii
Atât timp cât asupra unui corp acţionează o forţă externă dar corpul rămâne în repaus, forţa de frecare statică este egală în
modul cu forţa externă. Când corpul de deplasează, forţa de frecare la alunecare (cinetică) este constantă.
Pe plan înclinat, odată cu creşterea unghiului planului, forţa de frecare statică creşte (datorită creşterii greutăţii
tangenţiale), după care forţa de frecare dinamică scade (datorită micşorării apăsării normale).
Plan vertical (Ff = 0)
Corpul cade liber
Plan orizontal (Ff = 0)
Corp în repaus
Date numerice:
• Masa, m = 2 Kg
• Acceleraţia gravitaţională, g = 9,8 m/s2
• Coeficientul / unghiul de frecare la alunecare:
μ1 = 0,2 → φ1 = 11,3º
μ2 = 0,4 → φ2 = 21,8º
μ3 = 0,6 → φ3 = 30,9º
Dependenţa forţei de frecare de unghiul planului înclinat
