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

    Kraft, som ett fysikbegrepp, beskrivs av Newtons andra lag som säger att acceleration uppstår när en kraft verkar på en massa. Matematiskt betyder detta F \u003d ma, även om det är viktigt att notera att acceleration och kraft är vektorkvantiteter (dvs. de har både en storlek och en riktning i tredimensionellt rymd) medan massan är en skalmängd (dvs. den har en endast storleken). I standardenheter har kraft enheter av Newton (N), massa i uppmätt i kilogram (kg), och accelerationen mäts i meter per sekund kvadrat (m /s 2).

    Vissa krafter är icke-kontaktkrafter, vilket betyder att de agerar utan att föremålen upplever att de är i direkt kontakt med varandra. Dessa krafter inkluderar gravitation, den elektromagnetiska kraften och internukleära krafter. Kontaktkrafter kräver å andra sidan föremål att beröra varandra, vare sig det är för ett ögonblick (till exempel en boll som slår och studsar mot en vägg) eller under en längre period (som en person som rullar ett däck uppför en kulle) .

    I de flesta sammanhang är kontaktkraften som utövas på ett rörligt objekt vektorsumman för normala och friktionskrafter. Friktionskraften verkar precis motsatta rörelseriktningarna, medan normalkraften verkar vinkelrätt mot denna riktning om objektet rör sig horisontellt med avseende på tyngdkraften. Steg 1: Bestäm friktionskraften.

    Denna kraft är lika med friktionskoefficienten μ mellan objektet och ytan multiplicerat med objektets vikt, vilket är dess massa multiplicerad med tyngdkraften. Hitta värdet på μ genom att slå det upp i ett onlinediagram som det som finns på Engineers Edge. Obs! Ibland måste du använda kinetisk friktionskoefficient och vid andra tillfällen måste du känna till statisk friktionskoefficient.

    Antag för detta problem att F f \u003d 5 Newton.
    Steg 2: Bestäm normalkraften

    Denna kraft, F N, är helt enkelt objektets massa gånger accelerationen på grund av tyngdkraften gånger sinus i vinkeln mellan rörelseriktningen och den vertikala tyngdkraftsvektorn g, som har ett värde av 9,8 m /s 2. För detta problem antar du att objektet rör sig horisontellt, så att vinkeln mellan rörelseriktningen och tyngdkraften är 90 grader, som har en sinus på 1. Således F N \u003d mg för nuvarande ändamål. (Om objektet gled ner en ramp som är orienterad vid 30 grader mot horisontalen, skulle den normala kraften vara mg × sin (90 - 30) \u003d mg × sin 60 \u003d mg × 0,866.)

    För det här problemet , antar en massa på 10 kg. F N är därför 10 kg × 9,8 m /s 2 \u003d 98 Newton.
    Steg 3: Tillämpa Pythagorean teorem för att bestämma storleken på den totala kontaktkraften.

    Om du ser normalkraften F N verkar nedåt och friktionskraften F f verkar horisontellt, vektorsumman är hypotenusen som fullbordar en höger triangel som sammanfogar dessa kraftvektorer. Dess storlek är således:

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

    vilket för detta problemet är

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

    \u003d (225 + 9,604) (1/2)

    \u003d 99,14 N.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com