Sadržaj
- Korak 1: Odredite silu trenja
- Korak 2: Odredite normalnu silu
- Korak 3: Primijenite pitagorejsku teoremu za određivanje veličine ukupne kontaktne sile
Sila, kao koncept fizike, opisana je Newtonovim drugim zakonom koji kaže da ubrzanje nastaje kada sila djeluje na masu. Matematički, to znači F = ma, iako je važno napomenuti da su ubrzanje i sila vektorske veličine (tj. Da imaju i veličinu i smjer u trodimenzionalnom prostoru) dok je masa skalarna količina (tj. Ima samo veličina). U standardnim jedinicama sila ima jedinice Newtona (N), masa izmjerena u kilogramima (kg), a ubrzanje se mjeri u metrima u sekundi u kvadratu (m / s)2).
Neke su sile bezkontaktne, što znači da djeluju bez da su predmeti koji ih doživljavaju bili u izravnom međusobnom dodiru. Te sile uključuju gravitaciju, elektromagnetsku silu i međunuklearne sile. Kontaktne snage, s druge strane, zahtijevaju da se predmeti dodiruju jedni s drugima, bilo to za samo trenutak (poput lopte koja udara i odskače od zida) ili tokom dužeg razdoblja (poput osobe koja koči gumu uz brdo) ,
U većini slučajeva, kontaktna sila koja djeluje na pokretni objekt vektorski je zamah normalnih i sila trenja. Sila trenja djeluje točno nasuprot smjerovima kretanja, dok normalna sila djeluje okomito na ovaj smjer ako se objekt kreće vodoravno u odnosu na gravitaciju.
Korak 1: Odredite silu trenja
Ova sila jednaka je koeficijent trenja μ između predmeta i površine pomnožene s težinom predmeta, koja je njegova masa pomnožena s gravitacijom. Tako je Ff = µmg. Pronađite vrijednost μ tako što ćete je potražiti na internetskom grafikonu poput onog na Engineers Edge. Bilješka: Ponekad ćete trebati upotrijebiti koeficijent kinetičkog trenja, a u drugim ćete vremenima znati koeficijent statičkog trenja.
Pretpostavimo za ovaj problem da Ff = 5 Njuta.
Korak 2: Odredite normalnu silu
Ova sila, FN, jednostavno su predmeti mase puta ubrzanja uslijed gravitacije puta sinusa kuta između smjera kretanja i vertikalnog vektora gravitacije g, koji ima vrijednost 9,8 m / s2, Za ovaj problem pretpostavimo da se objekt kreće vodoravno, tako da je kut između smjera kretanja i gravitacije 90 stupnjeva, što ima sinus 1.N = mg za sadašnje svrhe. (Ako bi objekt kliznuo niz rampu orijentiranu na 30 stupnjeva prema horizontali, normalna sila bila bi mg × sin (90 - 30) = mg × sin 60 = mg × 0,866.)
Za ovaj problem pretpostavite masu od 10 kg. FN dakle 10 kg × 9,8 m / s2 = 98 Njuta.
Korak 3: Primijenite pitagorejsku teoremu za određivanje veličine ukupne kontaktne sile
Ako slikate normalnu silu FN djelujući prema dolje i sila trenja Ff djelujući vodoravno, vektorski zbroj je hipotenuza koja završava pravi trokut spajajući te vektore sile. Njegova veličina je, dakle:
(FN2 + Ff2)(1/2) ,
što za ovaj problem jest
(152 + 982) (1/2)
= (225 + 9,604)(1/2)
= 99,14 N.