• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Hur man beräknar kontakt Force

    Force, som ett fysikbegrepp, beskrivs av Newtons andra lag, där det sägs att acceleration resulterar när en kraft agerar på en massa. Matematiskt betyder detta F = ma, även om det är viktigt att notera att acceleration och kraft är vektormängder (dvs de har både en magnitud och en riktning i tredimensionellt utrymme) medan massan är en skalär mängd (dvs den har en endast storlek). I standardenheter har kraften enheter Newtons (N), massa mätt i kilogram (kg) och acceleration mäts i meter per sekund kvadrat (m /s 2).

    Vissa krafter är kontaktfria krafter, vilket innebär att de verkar utan föremål som upplever att de är i direkt kontakt med varandra. Dessa krafter innefattar gravitation, elektromagnetisk kraft och internkärnkraft. Kontaktkrafter, å andra sidan, kräver att föremål berör varandra, var detta för en omedelbar stund (till exempel en bollslagande och studsande av en vägg) eller över en längre tid (till exempel en person som rullar ett däck uppe på en kulle) .

    I de flesta sammanhang är kontaktkraften som utövas på ett rörligt objekt, vektorsumman av normala och friktionskrafter. Friktionskraften verkar exakt motsatt rörelsesriktningen, medan den normala kraften verkar vinkelrätt mot denna riktning om föremålet rör sig horisontellt med avseende på gravitationen.

    Steg 1: Bestäm friktionskraften

    Denna kraft är lika med friktionskoefficienten
    μ mellan objektet och ytan multiplicerat med objektets vikt, vilket är dess massa multiplicerat med gravitationen. Således F f = μmg. Hitta värdet på μ genom att titta på det i ett online-diagram, som det på Engineer's Edge. Obs! Ibland behöver du använda koefficientfriktionskoefficienten och vid andra tillfällen måste du känna av statisk friktionskoefficient.

    Antag för detta problem att F f = 5 Newtons.

    Steg 2: Bestäm Normal Force

    Denna kraft, F N, är helt enkelt objektets masstider, accelerationen på grund av tyngdkraften gånger sinus av vinkeln mellan rörelseriktningen och vertikal gravitation vektor g, som har ett värde av 9,8 m /s 2. För detta problem, anta att objektet rör sig horisontellt, så vinkeln mellan rörelseriktningen och gravitationen är 90 grader, som har en sinus av 1. Således F N = mg för nuvarande ändamål. (Om objektet glidde ner en ramp orienterad 30 grader mot horisontalen skulle den normala kraften vara mg × sin (90-30) = mg × sin 60 = mg × 0.866.)

    För detta problem , antar en massa på 10 kg. F N är därför 10 kg × 9,8 m /s 2 = 98 Newton.

    Steg 3: Applicera Pythagorasatsen för att bestämma magnituden av den totala kontaktstyrkan

    Om du ser den normala kraften F N som verkar nedåt och friktionskraften F f verkar horisontellt, är vektorsumman hypotenusen som fyller en högra triangel som förenar dessa kraftvektorer. Dess storlek är således:

    (F N 2 + F f 2) (1/2),

    Problemet är

    (15 2 + 98 2) (1/2)

    = (225 + 9 604) (1/2)

    = 99,14 N.

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com