ძალა, როგორც ფიზიკის კონცეფცია, აღწერილია ნიუტონის მეორე კანონით, სადაც ნათქვამია, რომ აჩქარება ხდება მაშინ, როდესაც ძალა მოქმედებს მასაზე. მათემატიკურად, ეს ნიშნავს:
F = მა
თუმცა მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ აჩქარება და ძალა ვექტორული სიდიდეებია (ანუ მათ აქვთ ორივე a სიდიდე და მიმართულება სამგანზომილებიან სივრცეში), ხოლო მასა არის სკალარული სიდიდე (ანუ მას აქვს სიდიდე მხოლოდ). სტანდარტულ ერთეულებში ძალას აქვს ნიუტონის ერთეული (N), მასა იზომება კილოგრამებში (კგ), ხოლო აჩქარება იზომება წამში კვადრატში (მ / წმ)2).
ზოგიერთი ძალა არის არაკონტაქტური ძალა, რაც ნიშნავს, რომ ისინი მოქმედებენ ისე, რომ ობიექტები არ განიცდიან მათ ერთმანეთთან უშუალო კონტაქტში. ამ ძალებში შედის სიმძიმე, ელექტრომაგნიტური ძალა და ბირთვული ძალები. პირიქით, საკონტაქტო ძალებს სჭირდებათ ობიექტების ერთმანეთთან შეხება, იქნება ეს ერთი წუთით (მაგალითად,) ბურთი კედელზე დარტყმით და გადახტა) ან გახანგრძლივებული პერიოდის განმავლობაში (მაგალითად, გორა)
უმეტეს კონტექსტში, მოძრავი ობიექტის მიმართ მოქმედი კონტაქტური ძალა არის ნორმალური და ხახუნის ძალების ვექტორული ჯამი. ხახუნის ძალა მოქმედებს მოძრაობის მიმართულებების ზუსტად საპირისპიროდ, ხოლო ნორმალური ძალა მოქმედებს ამ მიმართულების პერპენდიკულარულად, თუ ობიექტი სიმძიმის მიმართ ჰორიზონტალურად მოძრაობს.
ნაბიჯი 1: განსაზღვრავს ხახუნის ძალა
ეს ძალა ტოლიახახუნის კოეფიციენტიμ ობიექტსა და ზედაპირს შორის გამრავლებული ობიექტის წონაზე, რაც არის მისი მასა გამრავლებული მიზიდულობაზე. ამრიგად:
F_f = \ mu მგ
იპოვნეთ μ- ს მნიშვნელობა, მოძებნეთ ის ონლაინ დიაგრამაში, მაგალითად, Engineer Edge- ში.Შენიშვნა:ზოგჯერ დაგჭირდებათ კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტის გამოყენება, ხოლო სხვა დროს უნდა იცოდეთ სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტი.
ჩათვალეთ ამ პრობლემისთვის, რომ ფვ = 5 ნიუტონი.
ნაბიჯი 2: განსაზღვრეთ ნორმალური ძალა
ეს ძალა, ფნ, უბრალოდ არის ობიექტის მასა გამრავლებული აჩქარებით, რომელიც გამოწვეულია სიმძიმის სიმრავლესთან კუთხის სინუსზე მოძრაობის მიმართულებას და ვერტიკალურ სიმძიმის ვექტორს შორის, რომლის მნიშვნელობაა 9,8 მ / წმ2. ამ პრობლემისთვის, ჩათვალეთ, რომ ობიექტი ჰორიზონტალურად მოძრაობს, ამიტომ კუთხე მოძრაობის მიმართულებას და გრავიტაციას შორის 90 გრადუსია, რომელსაც 1 სინუსი აქვს. ამრიგად, ფნ = მგ ამჟამინდელი მიზნებისათვის. თუ ობიექტი 30 გრადუსზე ჰორიზონტალზე იყო ორიენტირებული ჩასასვლელით, ნორმალური ძალა იქნებოდა:
F_N = მგ \ ჯერ \ sin {(90-30)} = მგ \ ჯერ \ sin {60} = მგ \ ჯერ 0,866
ამ პრობლემისთვის, მასა 10 კგ. ვნ ამიტომ არის 98 ნიუტონი.
ნაბიჯი 3: გამოიყენეთ პითაგორას თეორემა, რომ დადგინდეს საერთო საკონტაქტო ძალების სიდიდე
თუ თქვენ გამოსახავთ ნორმალურ ძალას Fნ მოქმედებს ქვევით და ხახუნის ძალა Fვ მოქმედებს ჰორიზონტალურად, ვექტორული ჯამი არის ჰიპოტენუზა, რომელიც ასრულებს მართკუთხა სამკუთხედს, რომელიც უერთდება ამ ძალის ვექტორებს. მისი სიდიდე ასეთია:
\ sqrt {F_N ^ 2 + F_f ^ 2}
რაც ამ პრობლემისთვის არის
\ sqrt {15 ^ 2 + 98 ^ 2} = \ sqrt {225 + 9604} = 99.14 \ text {N}
