¿Cómo la adición de una pendiente disminuye la fricción?

De acuerdo con las leyes de fricción

F s ≤ μsN, y

Fs (max) = μsN

Donde μs = coeficiente de fricción estática

N = reacción normal por superficie en bloque

Entonces, la fuerza de fricción es directamente proporcional a la fuerza normal.

Ahora considere el ejemplo de un plano inclinado

En la condición de equilibrio

N = mg cos θ

yf = μN

f = μmg cos θ

Donde μ, myg son constantes

Entonces f es directamente proporcional a cos θ, ya que θ aumentará cos θ disminuirá, por lo que la fuerza de fricción disminuirá.

¡Feliz imaginación!

Agregar pendiente no disminuye el coeficiente de fricción, pero sí disminuye el componente perpendicular a la pendiente de la fuerza de gravedad.

Ese componente perpendicular se multiplica por el coeficiente de fricción constante para obtener la fuerza necesaria para superar la fricción y se reduce con el coseno de la pendiente.

Además, y al mismo tiempo, el componente de gravedad tangencial a la pendiente también aumenta a medida que aumenta la pendiente (con el seno del ángulo de la pendiente), por lo que también aumenta el potencial para superar esa fuerza de fricción reducida.

Hasta que se alcanza un punto de equilibrio; y el objeto se desliza! Wooohooo

Buena respuesta ya. Ofreceré una explicación no matemática.

La fuerza (máxima) de fricción es mayor cuando dos superficies se presionan juntas.

Un objeto que descansa sobre una superficie tiene las dos superficies superpuestas juntas por gravedad. Cuanto más inclinada es la pendiente, menos se presionan las dos superficies, por lo tanto, menor es la fricción. Esto puede parecer lejos de ser obvio, pero consideremos el caso extremo. Se coloca un bloque de madera sobre una superficie de madera. Es de esperar que haya fricción si el bloque de madera se desliza sobre la superficie de madera. La superficie de madera ahora tiene una gran pendiente, se hace vertical. Se coloca el bloque de madera para que toque la superficie de madera y se suelta. El bloque de madera cae como si no hubiera una superficie de madera presente porque cuando es vertical la gravedad no está presionando las dos superficies juntas.

Creo que es razonable decir cuando la superficie de madera es casi vertical: la gravedad solo los presionará un poco y cuando esté casi horizontal, la gravedad será un toque menor que cuando es verdaderamente horizontal.

Por lo tanto, cuanto más inclinada sea la pendiente, menos superficies se presionarán entre sí y, por lo tanto, menor será la fricción máxima.

Porque la fuerza de fricción neta aplicada sobre el objeto se reduce. Cuando el objeto está en el suelo con ángulo cero, la fuerza que actúa sobre el objeto es ‘mg’, pero cuando se le da un ángulo al objeto, la fuerza se rompe en su componente horizontal y vertical, que es diferente de la fuerza ‘mg’, por lo que la pendiente Disminuye la fricción.

Porque, a medida que aumenta el ángulo, la fuerza normal disminuye. De hecho, si la superficie es vertical, la fuerza de fricción se convierte en cero.

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