Sådan beregnes kontaktstyrken

Kraft, som et fysikbegreb, er beskrevet af Newtons anden lov, der siger, at acceleration opstår, når en kraft virker på en masse. Matematisk betyder dette:

skønt det er vigtigt at bemærke, at acceleration og kraft er vektorstørrelser (dvs. de har begge a størrelse og en retning i et tredimensionelt rum) hvorimod masse er en skalar størrelse (dvs. den har en størrelse kun). I standardenheder har kraft enheder Newton (N), masse målt i kg (kg), og acceleration måles i meter pr. Sekund i anden (m / s)²).

Nogle kræfter er ikke-kontaktkræfter, hvilket betyder at de handler uden at objekterne oplever dem er i direkte kontakt med hinanden. Disse kræfter inkluderer tyngdekraften, den elektromagnetiske kraft og de indre kernekræfter. Kontakt kræfter, på den anden side kræver genstande til at røre hinanden, det være sig et øjeblik (som f.eks en kugle, der rammer og hopper ud af en mur) eller over en længere periode (såsom en person, der ruller et dæk op ad bakke).

I de fleste sammenhænge er kontaktkraften, der udøves på et bevægeligt objekt, vektorsummen af ​​normale og friktionskræfter. Friktionskraften virker nøjagtigt modsat bevægelsesretningerne, mens den normale kraft virker vinkelret på denne retning, hvis objektet bevæger sig vandret i forhold til tyngdekraften.

Denne kraft er lig medfriktionskoefficientμ mellem objektet og overfladen ganget med objektets vægt, hvilket er dets masse ganget med tyngdekraften. Dermed:

Find værdien af ​​μ ved at slå den op i et online-diagram som det, der findes i Engineer's Edge.Bemærk:Nogle gange skal du bruge koefficienten for kinetisk friktion, og på andre tidspunkter skal du kende koefficienten for statisk friktion.

Antag for dette problem, at F_f = 5 Newton.

Denne kraft, F_N, er simpelthen genstandens masse gange accelerationen på grund af tyngdekraften gange sinus for vinklen mellem bevægelsesretningen og den lodrette tyngdekraftsvektor g, som har en værdi på 9,8 m / s². Antag for dette problem, at objektet bevæger sig vandret, så vinklen mellem bevægelsesretningen og tyngdekraften er 90 grader, som har en sinus på 1. Således F_N = mg til nuværende formål. Hvis objektet gled ned ad en rampe orienteret 30 grader mod vandret, ville den normale kraft være:

For dette problem antager du dog en masse på 10 kg. F_N er derfor 98 Newton.

Hvis du ser den normale kraft F_N virker nedad og friktionskraften F_f Når den fungerer horisontalt, er vektorsummen hypotenusen og fuldender en højre trekant, der forbinder disse kraftvektorer. Dens størrelse er således:

hvilket for dette problem er