المبدأ الفيزيائي لتجربة تعيين معامل الاحتكاك الشروعي ومعامل الاحتكاك السكوني هو استخدام قانون نيوتن الثاني للحركة وقانون الاحتكاك. يمكن تمثيل قوة الاحتكاك بالعلاقة التالية:
Ff = μN
حيث Ff هي قوة الاحتكاك، μ هو معامل الاحتكاك، وN هي قوة التفاعل العمودية على السطح.
معامل الاحتكاك يختلف باختلاف حالة السطح والجسم المتحرك عليه. معامل الاحتكاك الشروعي هو المعامل المطلوب لبدء حركة جسم ساكن على سطح، بينما معامل الاحتكاك السكوني هو المعامل المطلوب للحفاظ على حركة جسم متحرك على سطح بسرعة ثابتة.
لتجربة تعيين معامل الاحتكاك الشروعي والسكوني، يمكن استخدام جهاز يتألف من سطح مائل قابل للتغيير زاوية الميلان، وجسم صغير يثبت على سطح مائل بواسطة خيط يمر عبر بكرة ويربط بقرص أو كتلة تزن W.
يمكن تغيير زاوية الميلان حتى يبدأ الجسم في التزحلق على السطح، وهذه هي زاوية الشروع. يمكن حساب معامل الاحتكاك الشروعي من خلال قانون التجانس:
μs = tanθs
حيث μs هو معامل الاحتكاك الشروعي، وθs هو زاوية الشروع.
بعد ذلك، يمكن تغيير زاوية الميلان إلى قيمة أقل من زاوية الشروع، وإضافة أوزان إلى قرص أو كتلة تزن W حتى يستمر الجسم في التزحلق على السطح بسرعة ثابتة، وهذه هي حالة التزان.
يمكن حساب معامل الاحتكاك السكوني من خلال تطبيق قانون نيوتن الثاني للحركة على كلا من جسم صغير وقرص أو كتلة تزن W:
μk = (W + w) / (mgsinθ)
حيث μk هو معامل الاحتكاك السكوني، w هو وزن المضاف إلى قرص أو كتلة تزن W، mg هو وزن جسم صغير، وθ هو زاوية الميلان في حالة التزان.