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

    Ytor utövar en friktionskraft som motstår glidande rörelser, och du måste beräkna storleken på denna kraft som en del av många fysikproblem. Mängden friktion beror huvudsakligen på den "normala kraften", vilka ytor utövar på föremål som sitter på dem, liksom egenskaperna hos den specifika ytan du överväger. För de flesta ändamål kan du använda formeln F
    \u003d μN
    för att beräkna friktion, med N
    står för den "normala" kraften och " μ
    ”med ytans egenskaper.

    TL; DR (för lång; läste inte)

    Beräkna friktionskraften med formeln:

    < em> F

    \u003d μN

    Där N
    är normalkraften och μ

    är friktionskoefficienten för dina material och om de är stillastående eller rörliga. Normalkraften är lika med objektets vikt, så det kan också skrivas:

    F

    \u003d μmg

    Där m
    är föremålets massa och g
    är accelerationen på grund av tyngdkraften. Friktionen verkar för att motverka objektets rörelse.
    Vad är friktion?

    Friktion beskriver kraften mellan två ytor när du försöker flytta den ena över den andra. Kraften motstår rörelse, och i de flesta fall verkar kraften i motsatt riktning än rörelsen. Nere på molekylnivån, när du trycker två ytor ihop, kan mindre brister i varje yta låsa varandra och det kan finnas attraktiva krafter mellan molekylerna i ett material och det andra. Dessa faktorer gör det svårare att flytta dem förbi varandra. Du arbetar dock inte på denna nivå när du beräknar friktionskraften. För vardagliga situationer grupperar fysiker alla dessa faktorer i "koefficienten" μ

    .
    Beräkna friktionskraften -

    1. Hitta det normala Kraft

      Den "normala" kraften beskriver kraften som ytan ett objekt vilar på (eller pressas på) utövar på objektet. För ett stilla föremål på en plan yta måste kraften exakt motsätta sig kraften på grund av tyngdkraft, annars skulle objektet röra sig enligt Newtons rörelseregler. Den "normala" kraften ( N
      ) är namnet på kraften som gör detta.

      Den verkar alltid vinkelrätt mot ytan. Detta innebär att normalkraften på en lutande yta fortfarande pekar direkt bort från ytan, medan tyngdkraften pekar direkt nedåt.

      Normalkraften kan enkelt beskrivas i de flesta fall av:

      N

      \u003d mg

      Här representerar m
      objektets massa, och g
      står för accelerationen på grund av tyngdekraften, som är 9,8 meter per sekund per sekund (m /s 2), eller nätdon per kilogram (N /kg). Detta överensstämmer helt enkelt med objektets "vikt".

      För lutande ytor minskas normalkraftens styrka ju mer ytan lutar, så formeln blir:

      N

      \u003d mg och cos ( θ)


      Med θ och står för vilken vinkel ytan lutar till.

      För en enkel exempelberäkning, överväg en plan yta med ett 2 kg träblock som sitter på det. Normalkraften skulle peka direkt uppåt (för att stödja blockets vikt), och du beräknar:

      N

      \u003d 2 kg × 9,8 N /kg \u003d 19.6 N

    2. Hitta rätt koefficient

      Koefficienten beror på objektet och den specifika situation du arbetar med. Om objektet inte redan rör sig över ytan använder du statisk friktionskoefficient μ

      statisk, men om det rör sig använder du glidfriktionskoefficienten < em> μ
      bild.

      Generellt är glidfriktionskoefficienten mindre än statisk friktionskoefficient. Med andra ord är det lättare att glida något som redan glider än att glida något som fortfarande är.

      Materialen du funderar påverkar också koefficienten. Om till exempel träblocket från tidigare låg på en tegelyta, skulle koefficienten vara 0,6, men för rent virke kan det vara allt från 0,25 till 0,5. För is på is är den statiska koefficienten 0,1. Återigen minskar glidskoefficienten detta ännu mer, till 0,03 för is på is och 0,2 för trä på trä. Slå upp dessa efter din yta med hjälp av en onlinetabell (se Resurser).

    3. Beräkna friktionskraften

      Formeln för friktionskraften anger:

      F

      \u003d μN

      Tänk till exempel på ett träblock med 2 kg massa på ett träbord och skjuts från stillastående. I det här fallet använder du den statiska koefficienten, med μ
      statisk \u003d 0,25 till 0,5 för trä. Med μ
      statisk \u003d 0,5 för att maximera den potentiella effekten av friktion, och komma ihåg N

      \u003d 19,6 N från tidigare, är kraften:

      F

      \u003d 0,5 × 19,6 N \u003d 9,8 N

      Kom ihåg att friktion endast ger kraft för att motstå rörelse, så om du börjar trycka den försiktigt och få fastare kommer friktionskraften att öka till ett maximivärde, vilket är vad du just har beräknat. Fysiker skriver ibland F
      max för att göra det klart och tydligt.

      När blocket rör sig använder du μ

      bild \u003d 0,2, i det här fallet:

      F

      slide

      \u003d μ
      bild N

      \u003d 0,2 × 19,6 N \u003d 3,92 N

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com