Hogyan lehet kiszámítani a gyorsulást súrlódással

A súrlódás, amely ellenzi a mozgást, mindig csökkenti a gyorsulást. Súrlódás lép fel egy tárgy és egy felület kölcsönhatása között. Nagysága mind a felület, mind a tárgy jellemzőitől függ, és attól, hogy az objektum mozog-e vagy sem. A súrlódás két szilárd tárgy kölcsönhatásának eredménye lehet, de ennek nem kell lennie. A légellenállás egyfajta súrlódási erő, és akár a vízen vagy azon keresztül mozgó szilárd test kölcsönhatását is súrlódási kölcsönhatásként kezelheti.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

A súrlódási erő függ a tárgy tömegétől, valamint a tárgy és a felület közötti csúszó súrlódási együtthatótól. Az objektum gyorsulásának meghatározásához vonja le ezt az erőt az alkalmazott erőből.

A súrlódási erő kiszámítása

Az erő egy vektormennyiség, ami azt jelenti, hogy figyelembe kell venni az irányt, amelyben hat. A súrlódási erőknek két fő típusa létezik: a statikus erő (Futca) és a csúszó erő (Fsl). Annak ellenére, hogy a tárgy mozgásának irányával ellentétes irányban hatnak, a normál erő (F

instagram story viewer
N) előállítja ezeket az erőket, amelyek merőlegesek a mozgás irányára. FN megegyezik az objektum súlyával, plusz az esetleges további súlyokkal. Például, ha lenyom egy fa tömböt egy asztalon, megnöveli a normál erőt, és ezáltal növeli a súrlódási erőt.

A statikus és a csúszó súrlódás egyaránt függ a mozgó test és a felszín tulajdonságaitól, amely mentén mozog. Ezeket a jellemzőket a statikus együtthatókban (µutca) és csúszó (µsl) súrlódás. Ezek az együtthatók dimenzió nélküliak, és sok közös elemre és felületre vannak táblázva. Miután megtalálta a helyzetében alkalmazhatót, az alábbi egyenletek segítségével számolja ki a súrlódási erőket:

F_ {st} \ leq \ mu_ {st} F_N \\\ text {} \\ F_ {sl} = \ mu_ {sl} F_N

Gyorsulás kiszámítása

Newton második törvénye szerint az objektum (a) gyorsulása arányos a rá alkalmazott erővel (F), az arányossági tényező pedig az objektum tömege (m). Ha érdekel a gyorsulás, rendezze át az egyenletet az alábbiak szerint:

a = \ frac {F} {m}

Az erő egy vektormennyiség, ami azt jelenti, hogy figyelembe kell venni az irányt, amelyben hat. A súrlódási erőknek két fő típusa létezik: a statikus erő (Futca) és a csúszó erő (Fsl). Annak ellenére, hogy a tárgy mozgásának irányával ellentétes irányban hatnak, a normál erő (FN) előállítja ezeket az erőket, amelyek merőlegesek a mozgás irányára. FN megegyezik az objektum súlyával, plusz az esetleges további súlyokkal. Például, ha lenyom egy fa tömböt egy asztalon, megnöveli a normál erőt, és ezáltal növeli a súrlódási erőt.

A súrlódásnak kitett tárgyra eső teljes erő (F) megegyezik az alkalmazott erő összegével (Fkb) és a súrlódási erő (Ffr). De mivel a súrlódási erő ellenzi a mozgást, negatív az előremenetelhez képest, tehát:

F = F_ {app} -F_ {fr}

A súrlódási erő a súrlódási együttható és a normál erő szorzata, amelyextra lefelé irányuló erők hiányában, az objektum súlya. A súlyt (w) a tárgy tömegének (m) és a gravitációs erő (g) szorzatának kell meghatározni:

F_N = w = mg

Most már készen áll arra, hogy kiszámolja egy (m) tömegű tárgy gyorsulását, amelyet F alkalmazott erőhatásnak vetnek alákb és súrlódó erő. Mivel az objektum mozog, a csúszó súrlódási együtthatót használja az eredmény eléréséhez:

a = \ frac {F_ {app} - \ mu_ {sl} mg} {m}

Teachs.ru
  • Ossza meg
instagram viewer