Περιεχόμενο
Ως δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση, η τριβή μειώνει πάντα την επιτάχυνση. Τριβή συμβαίνει μεταξύ της αλληλεπίδρασης ενός αντικειμένου με μια επιφάνεια. Το μέγεθος του εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά τόσο της επιφάνειας όσο και του αντικειμένου και αν το αντικείμενο κινείται ή όχι. Η τριβή μπορεί να είναι το αποτέλεσμα μιας αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο στερεών αντικειμένων, αλλά δεν χρειάζεται να είναι. Η μεταφορά αέρα είναι ένας τύπος δύναμης τριβής και θα μπορούσατε ακόμη και να αντιμετωπίσετε την αλληλεπίδραση ενός στερεού σώματος που κινείται πάνω ή μέσα από το νερό ως αλληλεπίδραση τριβής.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Η δύναμη τριβής εξαρτάται από τη μάζα ενός αντικειμένου συν το συντελεστή ολίσθησης τριβής μεταξύ του αντικειμένου και της επιφάνειας επί της οποίας ολισθαίνει. Αφαιρέστε αυτή τη δύναμη από την εφαρμοζόμενη δύναμη για να βρείτε την επιτάχυνση του αντικειμένου. Ο τύπος είναι η επιτάχυνση (α) ίση με την τριβή (F) διαιρούμενη με τη μάζα (m) ή a = F ÷ m σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο Newton.
Πώς να υπολογίσετε τη δύναμη τριβής
Η δύναμη είναι μια διανυσματική ποσότητα, που σημαίνει ότι πρέπει να εξετάσετε την κατεύθυνση στην οποία ενεργεί. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι δυνάμεων τριβής: η στατική δύναμη (Fst) και η δύναμη ολίσθησης (Fsl). Αν και ενεργούν προς την κατεύθυνση αντίθετη προς εκείνη στην οποία κινείται ένα αντικείμενο, η κανονική δύναμη (FΝ) παράγει αυτές τις δυνάμεις, οι οποίες ενεργούν κάθετα προς την κατεύθυνση της κίνησης. φάΝ είναι ίση με το βάρος του αντικειμένου συν τυχόν επιπλέον βάρη. Για παράδειγμα, εάν πιέσετε ένα ξύλινο τεμάχιο πάνω σε ένα τραπέζι, αυξάνετε την κανονική δύναμη και έτσι αυξάνετε τη δύναμη τριβής.
Τόσο η στατική όσο και η συρόμενη τριβή εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά του κινούμενου σώματος και της επιφάνειας κατά μήκος της οποίας κινείται. Αυτά τα χαρακτηριστικά ποσοτικοποιούνται στους συντελεστές της στατικής (μst) και ολίσθηση (μsl) τριβής. Αυτοί οι συντελεστές είναι αδιάστατοι και έχουν καταγραφεί για πολλά κοινά αντικείμενα και επιφάνειες. Μόλις βρείτε αυτό που ισχύει στην περίπτωσή σας, υπολογίζετε τις δυνάμεις τριβής χρησιμοποιώντας αυτές τις εξισώσεις:
φάst = µst × FΝ
φάsl = µsl × FΝ
Υπολογισμός της επιτάχυνσης
Ο νέος νόμος Newton λέει ότι η επιτάχυνση ενός αντικειμένου (α) είναι ανάλογη της δύναμης (F) που εφαρμόζεται σ 'αυτό, και ο συντελεστής αναλογικότητας είναι η μάζα των αντικειμένων (m). Με άλλα λόγια, F = ma. Εάν ενδιαφέρεστε για επιτάχυνση, αναδιατάξτε την εξίσωση για να διαβάσετε a = F ÷ m.
Η δύναμη είναι μια διανυσματική ποσότητα, που σημαίνει ότι πρέπει να εξετάσετε την κατεύθυνση στην οποία ενεργεί. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι δυνάμεων τριβής: η στατική δύναμη (Fst) και η δύναμη ολίσθησης (Fsl). Αν και ενεργούν προς την κατεύθυνση αντίθετη προς εκείνη στην οποία κινείται ένα αντικείμενο, η κανονική δύναμη (FΝ) παράγει αυτές τις δυνάμεις, οι οποίες ενεργούν κάθετα προς την κατεύθυνση της κίνησης. φάΝ είναι ίση με το βάρος του αντικειμένου συν τυχόν επιπλέον βάρη. Για παράδειγμα, εάν πιέσετε ένα ξύλινο τεμάχιο πάνω σε ένα τραπέζι, αυξάνετε την κανονική δύναμη και έτσι αυξάνετε τη δύναμη τριβής.
Η συνολική δύναμη (F) επί αντικειμένου που υπόκειται σε τριβή ισούται με το άθροισμα της εφαρμοζόμενης δύναμης (Fapp) και η δύναμη τριβής (Ffr). Αλλά επειδή η δύναμη τριβής αντιτίθεται στην κίνηση, η αρνητική της σχέση με την προς τα εμπρός δύναμη, έτσι F = Fapp - Ffr. Η δύναμη τριβής είναι το προϊόν του συντελεστή τριβής και της κανονικής δύναμης, η οποία ελλείψει επιπλέον δυνάμεων προς τα κάτω, είναι το βάρος του αντικειμένου. Το βάρος (w) ορίζεται ως η μάζα (m) ενός αντικειμένου με τη δύναμη της βαρύτητας (g): FΝ = w = mg.
Είστε τώρα έτοιμοι να υπολογίσετε την επιτάχυνση ενός αντικειμένου μάζας (m) που υπόκειται σε μια εφαρμοζόμενη δύναμη Fapp και μια δύναμη τριβής. Δεδομένου ότι το αντικείμενο κινείται, χρησιμοποιείτε το συντελεστή συρόμενης τριβής για να πάρετε αυτό το αποτέλεσμα:
α = (Fapp - µsl Χ mg) ÷ m