利用Phyphox测量纸张与本夹之间的最大静摩擦因数和动摩擦因数

实验场景

近日，微主对测量摩擦因数的实验进行了再次优化升级。利用陀螺仪检测本夹旋转的角速度，通过积分得到本夹抬起的角度；然后利用线性加速度计测量y方向分加速度分量；利用Phyphox绘制手机加速度随本夹角度的变化关系图像。

考虑到手机皮套与本夹的摩擦因数比较大，微主在手机下面垫了一片纸，实验测量的其实是纸张与本夹之间的摩擦因数。

实验细节

实验图像

运行实验，缓慢抬起本夹的一侧，随着角度的逐渐增大，手机突然具有了一个加速度。

这个曲线突变点对应的角度就是最大静摩擦力对应的临界角度，其正切值就是纸张与本夹之间的最大静摩擦因数。

曲线突变点对应的加速度其实就是手机在重力分力和滑动摩擦力共同作用下的加速度；根据此刻的角度和加速度，可以反解出纸片雨本夹之间的滑动摩擦因数。

数据分析

在此次实验中，得到纸片与本夹之间的最大静摩擦因数为0.48，纸片与本夹之间的动摩擦因数为0.40。

多次实验发现，两种材料之间的最大静摩擦因数与滑动摩擦因数存在较大的差别，在命题中认为两者相等，实属不应该。

实验二维码加载

有兴趣的网友可以用Phyphox扫描实验二维码加载实验，利用手机测量不同材料之间的摩擦因数。

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