Садржај
Површине врше силу трења која се одупире клизним покретима и морате израчунати величину ове силе као део многих физичких проблема. Количина трења углавном зависи од „нормалне силе“, површине коју делују на објекте који седе на њима, као и од карактеристика одређене површине о којој размишљате. За већину сврха можете користити формулу Ф = μН за израчунавање трења, са Н залажење за „нормалну“ силу и „μ“Који садржи карактеристике површине.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Израчунајте силу трења помоћу формуле:
Ф = μН
Где Н је нормална сила и μ коефицијент трења за ваше материјале и да ли су непомични или се крећу. Нормална сила једнака је тежини предмета, тако да се такође може написати:
Ф = µмг
Где м је маса објекта и г је убрзање захваљујући гравитацији. Трење дјелује противно кретању објекта.
Шта је трење?
Трење описује силу између две површине када покушавате да пређете једну преко друге. Сила се опире покрету, а у већини случајева сила делује у супротном смеру од кретања. Доле на молекуларном нивоу, када притиснете две површине заједно, мање несавршености на свакој површини могу се блокирати, а између молекула једног и другог материјала може доћи до привлачних сила. Ови фактори отежавају њихово премјештање један поред другог. Међутим, не радите на овом нивоу када израчунавате силу трења. За свакодневне ситуације, физичари све ове факторе групишу заједно у „коефицијент“ μ.
Израчунавање силе трења
"Нормална" сила описује силу којом површина на коју објект почива (или притисне на њега). За непокретни објект на равној површини, сила се мора тачно супротставити сили због гравитације, иначе би се предмет кретао, у складу са Невтоновим законима кретања. "Нормална" сила (Н) је назив за силу која то чини.
Увек делује окомито на површину. То значи да би на нагнутој површини нормална сила и даље била усмерена директно од површине, док би сила гравитације била усмерена директно на доле.
Нормална сила се у већини случајева може једноставно описати:
Н = мг
Ево, м представља масу објекта и г означава убрзање захваљујући гравитацији, која износи 9,8 метара у секунди (м / с)2), или мреже на килограм (Н / кг). Ово се једноставно поклапа са "тежином" предмета.
За нагнуте површине снага нормалне силе се смањује што је већа површина нагнута, тако да формула постаје:
Н = мг цос (θ)
Са θ стоји за угао којем је површина склона.
За једноставан пример израчуна, узмите у обзир равну површину са дрвеним блоком од 2 кг. Нормална сила би била усмерена директно нагоре (да подржи тежину блока), а ви бисте израчунали:
Н = 2 кг × 9,8 Н / кг = 19,6 Н
Коефицијент зависи од објекта и конкретне ситуације са којом радите. Ако се предмет већ не креће по површини, користите коефицијент статичког трења μстатички, али ако се креће, користите коефицијент трења клизања μТобоган.
Генерално, коефицијент трења клизања је мањи од коефицијента статичког трења. Другим речима, лакше је клизити нешто што је већ клизно него клизнути нешто што је још увек.
Материјали које разматрате такође утичу на коефицијент. На пример, када би се дрвени блок налазио на површини од опеке, коефицијент би износио 0,6, али за чисто дрво може бити од 0,25 до 0,5. За лед на леду статички коефицијент је 0,1. Опет, коефицијент клизања ово још више смањује, на 0,03 за лед на леду и 0,2 за дрво на дрву. Потражите ове површине помоћу интернетске таблице (види Ресурси).
Формула силе трења гласи:
Ф = μН
За пример, размотрите дрвени блок масе 2 кг на дрвеном столу, који се гура са непомичног. У овом случају користите статички коефицијент са μстатички = 0,25 до 0,5 за дрво. Узимам μстатички = 0,5 да би се максимизирао потенцијални ефекат трења и памћење Н = 19.6 Н од раније, сила је:
Ф = 0.5 × 19.6 Н = 9.8 Н
Запамтите да трење пружа само силу за отпор покрету, па ако га почнете лагано гурати и учврстити, сила трења ће се повећати на максималну вредност, што је управо израчунато. Физичари понекад пишу Фмак да ово буде јасно.
Једном када се блок помера, користићете μТобоган = 0.2, у овом случају:
ФТобоган = μТобоган Н
= 0.2 × 19.6 Н = 3.92 Н