Određivanje koeficijenta trenja

Koeficijent trenja između materijala
Kako možemo odrediti koeficijent trenja μ između drvenog kvadra i podloge koju ne možemo naginjati, a da pri tome upotrijebimo samo mjerilo za duljinu (npr. ravnalo)? Rješenje je metoda za mjerenje koeficijenta trenja zaista priručnim sredstvima.

Evo kako:

Uzmemo bilo kakvo tijelo oblika kvadra. To može biti opeka, drveni kvadar, kuti­ja keksa ili bilo što slično. Oblik kvadra je prikladan zbog jednostavnog određivanja točke težišta tijela.
Guramo li takvo tijelo vodoravnom silom F (sl. 1), primjenjujući tu silu na nekoj visini h od podloge i ako je ta sila veća od maksimalne sile trenja F_tr= μ G, tijelo će se micati kližući po podlozi. U času proklizavanja sila F jednaka je sili trenja F_tr, odnosno vrijedi ravnoteža sila:

F = F_tr = μ G

Međutim, ako silom F djelujemo dovoljno visoko od podloge tijelo će se početi prevrtati bez klizanja. To će se dogoditi onda kada je moment sile F oko osi koja prolazi bridom preko kojeg se tijelo prevrće veći od momenta sile teže oko iste osi:

F·h > G·a/2

a je širina kvadra. Ove momente dobili smo primjenom pravila da se djelovanje sile ne mijenja ako vektor sile pomičemo duž pravca njenog djelovanja (Sl. 1a). Potrebno je naći onu visinu h djelovanja sile F, pri kojoj se uočava upravo prijelaz iz klizanja u prevrtanje. Tada vrijedi ravnoteža momenata sila oko osi prevrtanja pa se koeficijent trenja μ može naći iz sustava jednadžbi

F = μ G ;     F·h = G·a/2

Rješavajući ovaj sustav dobivamo

μ= a/2h

Treba dakle samo izmjeriti visinu h i udaljenost a/2 od brida do projekcije težišta na podlogu. Od pribora nam treba nekoliko kvadara različitih materijala i nekoliko podloga također različitih. To mogu biti podloge od drveta (šper-ploča), tkanine, ultrapasa, papira, lima, stakla itd. Zatim gore opisanim postupkom određujemo koeficijente trenja između različitih materijala.
Međutim može se dogoditi da na glatkim podlogama naša metoda ne funkcionira. Zašto?
Zato jer je eksperimentalno određivanje koeficijenta trenja ovim načinom mo­guće samo ako visina tijela b zadovoljava slijedeći uvjet:

b > a/2μ

To znači da niska tijela na glatkoj podlozi ne možemo prevrnuti guranjem. Zato na skliskim podlogama treba tijelo postaviti tako da krak sile teže bude dovoljno kratak, kako bi uspjeli prevrnuti tijelo bez klizanja.