Pinnad avaldavad hõõrdejõudu, mis peab vastu libisevatele liikumistele ja peate paljude füüsikaülesannete osana arvutama selle jõu suuruse. Hõõrdumise suurus sõltub peamiselt "normaaljõust", mida pinnad neile istuvatel esemetel avaldavad, samuti konkreetse pinna omadustest, mida kaalute. Enamikul eesmärkidel võite kasutada valemit:
hõõrdumise arvutamiseks koosN"normaalse" jõu ja "μ“, Mis sisaldab pinna omadusi.
Hõõrdumine kirjeldab kahe pinna vahelist jõudu, kui proovite üksteist liikuda. Jõud on liikumisele vastu ja enamikul juhtudel mõjub jõud liikumisele vastupidises suunas. Molekulaarsel tasandil, kui surute kokku kaks pinda, kummalgi on väikesed puudused pind võib omavahel haakuda ja ühe materjali molekulide ja. vahel võivad olla atraktiivsed jõud teine. Need tegurid muudavad nende üksteisest möödumise raskemaks. Hõõrdejõu arvutamisel ei tööta te siiski sellel tasemel. Igapäevaste olukordade jaoks rühmitavad füüsikud kõik need tegurid koefitsiendiksμ.
Normaalne jõud kirjeldab jõudu, mida objektil toetub (või sellele surutakse) pind, millele objekt toetub. Tasasel pinnal seisva objekti puhul peab jõud gravitatsiooni mõjul jõule täpselt vastu seisma, muidu objekt liiguks Newtoni liikumisseaduste kohaselt. Normaalne jõud (
N) on seda tegeva jõu nimi.See toimib alati pinnaga risti. See tähendab, et kaldpinnal osutaks normaalne jõud ikkagi otse pinnast eemale, raskusjõud aga otse allapoole.
Tavalist jõudu saab enamasti kirjeldada järgmiselt:
N = mg
Siin,mtähistab objekti massi jagtähistab gravitatsioonist tingitud kiirendust, mis on 9,8 meetrit sekundis sekundis (m / s2) või võrgud kilogrammi kohta (N / kg). See vastab lihtsalt objekti “kaalule”.
Kaldpindade korral väheneb normaaljõu tugevus, seda enam, et pind on kaldus, nii et valem muutub:
N = mg \ cos {\ theta}
Koosθnurga all, millele pind on kaldu.
Lihtsa näite arvutamiseks kaaluge tasast pinda, millel istub 2 kg puupakk. Normaalne jõud osutab otse ülespoole (ploki kaalu toetamiseks) ja arvutate:
N = 2 \ korda 9,8 = 19,6 \ tekst {N}
Koefitsient sõltub objektist ja konkreetsest olukorrast, millega töötate. Kui objekt ei liigu juba üle pinna, kasutate staatilise hõõrdeteguri koefitsientiμstaatiline, kuid kui see liigub, kasutate libiseva hõõrdeteguri koefitsientiμlibisema.
Üldiselt on libiseva hõõrdetegur väiksem kui staatilise hõõrdetegur. Teisisõnu on lihtsam libistada midagi, mis juba libiseb, kui libistada midagi, mis on veel libisenud.
Ka teie kaalutavad materjalid mõjutavad koefitsienti. Näiteks kui varasem puitplokk asus telliskivipinnal, oleks koefitsient 0,6, kuid puhta puidu korral võib see olla vahemikus 0,25 kuni 0.5. Jääl jääl on staatiline koefitsient 0,1. Jällegi vähendab libisemiskoefitsient seda veelgi: jääle jääle 0,03 ja puidule 0,2 puit. Otsige neid oma pinna jaoks veebitabeli abil (vt Ressursid).
Hõõrdejõu valem ütleb:
F = \ mu N
Näiteks kaalume puitlaual 2 kg raskust puitklotsi, mis lükatakse statsionaarselt. Sellisel juhul kasutate staatilist koefitsienti koosμstaatiline = 0,25 kuni 0,5 puidu jaoks. Võttesμstaatiline = 0,5, et maksimeerida hõõrdumise potentsiaalset mõju ja meenutadesN = 19,6 N varasemast, jõud on:
F = 0,5 korda 19,6 = 9,8 teksti {N}
Pidage meeles, et hõõrdumine annab jõudu liikumisele vastu panna, nii et kui hakkate seda õrnalt suruma ja saate kindlam, hõõrdejõud suureneb maksimaalse väärtuseni, mille olete just arvutanud. Füüsikud kirjutavad mõnikordFmax et see punkt selgeks teha.
Kui plokk liigub, kasutateμlibisema = 0,2, antud juhul:
F_ {slide} = \ mu_ {slide} N = 0,2 korda 19,6 = 3,92 teksti {N}