ხახუნება არის ძალა, რომელიც ეწინააღმდეგება მოძრაობას. ფიზიკოსები განასხვავებენ სტატიულ ხახუნს, რომელიც სხეულის მოსანარჩუნებლად მოქმედებს და კინეტიკურ ხახუნს, რომელიც მოქმედებს მისი მოძრაობის შენელებისთანავე, როდესაც ის დაიწყებს მოძრაობას. სტატიკური ხახუნის მიერ განხორციელებული ძალა (ვს) პროპორციულია პერპენდიკულარული ძალის, რომელსაც ახდენს სხეული ზედაპირზე, რომლის გასწვრივ მოძრაობს, რომელსაც ნორმალური ძალა ეწოდება (ვნ). პროპორციულობის კოეფიციენტს ეწოდება სტატიკური წილადის კოეფიციენტი, რომელსაც ჩვეულებრივ აღნიშნავს ბერძნული ასო mu- ით ქვეწერითს (µს). მათემატიკური მიმართებაა:
F_s = \ mu_s F_N
ეს კოეფიციენტი დამოკიდებულია ორი ზედაპირის მახასიათებლებზე, რომლებიც ერთმანეთთან კონტაქტში არიან. იგი ცხრილდება მრავალი სხვადასხვა მასალისთვის. თუ ვერ იპოვნეთµს მასალებისთვის, რომელსაც იყენებთ, მისი დადგენა მარტივი ექსპერიმენტით შეგიძლიათ.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
იმისათვის, რომ იპოვოთ სტატიკური ხახუნის მინიმალური კოეფიციენტი ორ მასალას შორის, ააშენეთ დახრილი სიბრტყე ერთი მასალისგან და განათავსეთ მასზე სხვა მასალისგან დამზადებული სხეული. გაზარდეთ დახრის კუთხე, სანამ სხეული არ დაიწყებს სრიალს. კუთხის tangent არის ხახუნის კოეფიციენტი.
გამოიყენეთ დახრილი თვითმფრინავი
განსაზღვრის მარტივი გზაµსარის განსახილველი ობიექტის განთავსება იმავე მასალისგან გაკეთებულ დახრილ სიბრტყეზე, როგორც თქვენ მიერ შესწავლილ ზედაპირზე. თანდათანობით გაზარდეთ დახრის კუთხე, სანამ ობიექტი არ დაიწყებს სრიალს. ჩაწერეთ ეს კუთხე. შეგიძლიათ დაუყოვნებლივ იპოვოთµსრადგან ის ტოლია კუთხის tangent. აი რატომ:
დაქანების აწევისას, სიმძიმის ძალა მოქმედებს მასის სხეულზემაქვს ჰორიზონტალური და ვერტიკალური კომპონენტი. ნიუტონის კანონის გამოყენება თითოეულ მათგანზე, სანამ სხეული დაიწყებს მოძრაობას, თქვენ ნახავთ ჰორიზონტალურ კომპონენტს (რომელიც მოქმედებს მასშიx-მიმართულება) იყოსვx = მაx. იგივე ითქმისyმიმართულება:ვy = მაy.
აჩქარებაxმიმართულება,მაx, უდრის მიზიდულობის ძალას, რომელიც არის მასა გამრავლებული აჩქარებით გამოწვეული სიმძიმის გამო (გ) კუთხის სინუსიø) ჩამოყალიბდა დახრის საყრდენზე. მას შემდეგ, რაც სხეული არ მოძრაობს, ეს უტოლდება სტატიკური ხახუნის დაპირისპირებულ ძალას და შეგიძლიათ დაწეროთ:
1. მგ \ sin {\ theta} = F_s
y- ძალის მიმართულების კომპონენტი,მაy, უდრის კუთხის კოსინუსს მასაზე გამრავლებული აჩქარებას სიმძიმის გამო და ეს უნდა იყოს ნორმალური ძალის ტოლი, რადგან სხეული არ მოძრაობს,
2. F_N = mg \ cos {\ theta}
Გვახსოვდეს, რომვს = µსვნ. შემცვლელივს(1) განტოლებაში:
მგ \ sin {\ theta} = \ mu_s F_N
გამოიყენეთ ტოლობა (2) განტოლების ნაცვლადვნ:
mg \ sin {\ theta} = \ mu_s mg \ cos {\ theta}
Ტერმინი "მგ"აუქმებს ორივე მხრიდან:
\ mu_s = \ frac {\ sin {\ theta}} {\ cos {\ theta}} = \ tan {\ theta}
