सतहें एक घर्षण बल लगाती हैं जो फिसलने वाली गतियों का विरोध करती हैं, और आपको कई भौतिकी समस्याओं के भाग के रूप में इस बल के आकार की गणना करने की आवश्यकता है। घर्षण की मात्रा मुख्य रूप से "सामान्य बल" पर निर्भर करती है, जो सतह उन पर बैठे वस्तुओं पर लागू होती है, साथ ही विशिष्ट सतह की विशेषताओं पर आप विचार कर रहे हैं। अधिकांश उद्देश्यों के लिए, आप सूत्र का उपयोग कर सकते हैं:
घर्षण की गणना करने के लिएनहीं"सामान्य" बल के लिए खड़ा है और "μ"सतह की विशेषताओं को शामिल करना।
जब आप एक को दूसरे पर ले जाने का प्रयास करते हैं तो घर्षण दो सतहों के बीच बल का वर्णन करता है। बल गति का विरोध करता है, और ज्यादातर मामलों में बल गति के विपरीत दिशा में कार्य करता है। आणविक स्तर पर नीचे, जब आप दो सतहों को एक साथ दबाते हैं, तो प्रत्येक में मामूली खामियां होती हैं सतह इंटरलॉक कर सकती है, और एक सामग्री के अणुओं के बीच आकर्षक बल हो सकते हैं और अन्य। ये कारक उन्हें एक-दूसरे से आगे ले जाना कठिन बनाते हैं। हालांकि, जब आप घर्षण बल की गणना करते हैं तो आप इस स्तर पर काम नहीं करते हैं। रोजमर्रा की स्थितियों के लिए, भौतिक विज्ञानी इन सभी कारकों को एक साथ "गुणांक" में समूहित करते हैंμ.
"सामान्य" बल उस बल का वर्णन करता है जिस सतह पर कोई वस्तु आराम कर रही है (या उस पर दबाया जाता है) वस्तु पर लगाया जाता है। समतल सतह पर स्थिर वस्तु के लिए, बल को गुरुत्वाकर्षण के कारण बल का बिल्कुल विरोध करना चाहिए, अन्यथा न्यूटन के गति के नियमों के अनुसार वस्तु गति करेगी। "सामान्य" बल (नहीं) ऐसा करने वाले बल का नाम है।
यह हमेशा सतह के लंबवत कार्य करता है। इसका मतलब यह है कि एक झुकी हुई सतह पर, सामान्य बल अभी भी सीधे सतह से दूर होगा, जबकि गुरुत्वाकर्षण बल सीधे नीचे की ओर इंगित करेगा।
सामान्य बल को ज्यादातर मामलों में सरलता से वर्णित किया जा सकता है:
एन = मिलीग्राम
यहाँ,मवस्तु के द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करता है, औरजीगुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण के लिए खड़ा है, जो 9.8 मीटर प्रति सेकंड प्रति सेकंड (m/s .) है2), या नेटवॉन प्रति किलोग्राम (N/kg)। यह बस वस्तु के "वजन" से मेल खाता है।
झुकी हुई सतहों के लिए, सामान्य बल की ताकत कम हो जाती है, जितना अधिक सतह झुकी होती है, इसलिए सूत्र बन जाता है:
N=mg\cos{\theta}
साथ मेंθउस कोण के लिए खड़ा है जिस पर सतह झुकी हुई है।
एक साधारण उदाहरण गणना के लिए, एक सपाट सतह पर विचार करें, जिस पर लकड़ी का 2 किलो का ब्लॉक बैठा हो। सामान्य बल सीधे ऊपर की ओर इंगित करेगा (ब्लॉक के वजन का समर्थन करने के लिए), और आप गणना करेंगे:
एन=2\बार 9.8 = 19.6\पाठ{ एन}
गुणांक उस वस्तु और उस विशिष्ट स्थिति पर निर्भर करता है जिसके साथ आप काम कर रहे हैं। यदि वस्तु पहले से ही सतह पर नहीं घूम रही है, तो आप स्थैतिक घर्षण के गुणांक का उपयोग करते हैंμस्थिर, लेकिन अगर यह गतिमान है तो आप फिसलने वाले घर्षण के गुणांक का उपयोग करते हैंμफिसल पट्टी.
आम तौर पर, फिसलने वाले घर्षण का गुणांक स्थैतिक घर्षण के गुणांक से छोटा होता है। दूसरे शब्दों में, किसी ऐसी चीज़ को स्लाइड करना आसान है जो पहले से ही खिसक रही है, उस चीज़ को स्लाइड करने की तुलना में जो अभी भी है।
जिन सामग्रियों पर आप विचार कर रहे हैं, वे भी गुणांक को प्रभावित करती हैं। उदाहरण के लिए, यदि पहले से लकड़ी का ब्लॉक ईंट की सतह पर था, तो गुणांक 0.6 होगा, लेकिन साफ लकड़ी के लिए यह 0.25 से कहीं भी हो सकता है 0.5. बर्फ पर बर्फ के लिए, स्थिर गुणांक 0.1 है। फिर से, स्लाइडिंग गुणांक इसे और भी कम कर देता है, बर्फ पर बर्फ के लिए 0.03 और लकड़ी पर 0.2 के लिए लकड़ी। ऑनलाइन टेबल का उपयोग करके अपनी सतह के लिए इन्हें देखें (संसाधन देखें)।
घर्षण बल का सूत्र बताता है:
एफ=\म्यू एन
उदाहरण के लिए, लकड़ी की मेज पर 2 किलो द्रव्यमान के लकड़ी के ब्लॉक पर विचार करें, जिसे स्थिर से धकेला जा रहा है। इस मामले में, आप स्थिर गुणांक का उपयोग करते हैंμस्थिर = ०.२५ से ०.५ लकड़ी के लिए। ले रहाμस्थिर = 0.5 घर्षण के संभावित प्रभाव को अधिकतम करने के लिए, और याद रखनानहीं = 19.6 N पहले से, बल है:
F=0.5\times19.6 = 9.8\text{ N}
याद रखें कि घर्षण केवल गति का विरोध करने के लिए बल प्रदान करता है, इसलिए यदि आप इसे धीरे से धक्का देना शुरू करते हैं और प्राप्त करते हैं मजबूत, घर्षण का बल अधिकतम मूल्य तक बढ़ जाएगा, जिसकी आपने अभी गणना की है। भौतिक विज्ञानी कभी-कभी लिखते हैंएफमैक्स इस बात को स्पष्ट करने के लिए।
एक बार जब ब्लॉक चल रहा हो, तो आप उपयोग करते हैंμफिसल पट्टी = 0.2, इस मामले में:
F_{स्लाइड}=\mu_{स्लाइड} N=0.2\times 19.6 = 3.92\text{ N}