표면은 미끄럼 운동에 저항하는 마찰력을 발휘하므로 많은 물리 문제의 일부로이 힘의 크기를 계산해야합니다. 마찰의 양은 주로 표면이 그 위에 앉아있는 물체에 작용하는 "일반 힘"과 고려중인 특정 표면의 특성에 따라 달라집니다. 대부분의 경우 다음 공식을 사용할 수 있습니다.
마찰을 계산하기 위해엔"정상적인"힘과 "μ”표면의 특성을 통합합니다.
마찰은 한 표면을 다른 표면으로 이동하려고 할 때 두 표면 사이의 힘을 나타냅니다. 힘은 움직임에 저항하며 대부분의 경우 힘은 움직임과 반대 방향으로 작용합니다. 분자 수준으로 내려 가면 두 표면을 함께 누르면 각 표면에 약간의 결함이 있습니다. 표면은 서로 맞 물릴 수 있으며 한 물질의 분자와 다른 하나. 이러한 요인으로 인해 서로 과거로 이동하기가 더 어려워집니다. 하지만 마찰력을 계산할 때는이 수준에서 작업하지 않습니다. 일상적인 상황에서 물리학 자들은 이러한 모든 요소를 "계수"로 그룹화합니다.μ.
"정상"힘은 물체가 놓여있는 (또는 눌러지는) 표면이 물체에 가하는 힘을 나타냅니다. 평평한 표면에있는 정지 된 물체의 경우 힘은 중력으로 인한 힘에 정확히 반대해야합니다. 그렇지 않으면 물체가 뉴턴의 운동 법칙에 따라 움직일 것입니다. "정상"힘 (엔)는이를 수행하는 힘의 이름입니다.
항상 표면에 수직으로 작동합니다. 이것은 경 사진 표면에서 수직 힘은 여전히 표면에서 직접 멀어지는 반면 중력은 직접 아래쪽을 가리 킵니다.
수직력은 대부분의 경우 다음과 같이 간단하게 설명 할 수 있습니다.
N = mg
여기,미디엄물체의 질량을 나타내고지중력으로 인한 가속도를 나타내며 초당 9.8 미터 (m / s2) 또는 킬로그램 당 순원 (N / kg). 이것은 단순히 물체의 "무게"와 일치합니다.
경 사진 표면의 경우 표면이 기울어 질수록 수직력의 강도가 감소하므로 공식은 다음과 같습니다.
N = mg \ cos {\ theta}
와θ표면이 기울어 진 각도를 나타냅니다.
간단한 계산 예를 들어, 2kg의 나무 블록이 위에있는 평평한 표면을 고려하십시오. 수직 힘은 (블록의 무게를지지하기 위해) 직접 위쪽을 가리키며 다음을 계산합니다.
N = 2 \ times 9.8 = 19.6 \ text {N}
계수는 대상 및 작업중인 특정 상황에 따라 다릅니다. 물체가 아직 표면을 가로 질러 움직이지 않는 경우 정적 마찰 계수를 사용합니다.μ공전,하지만 움직이는 경우 슬라이딩 마찰 계수를 사용합니다.μ미끄러지 다.
일반적으로 슬라이딩 마찰 계수는 정적 마찰 계수보다 작습니다. 즉, 고정 된 항목을 슬라이드하는 것보다 이미 슬라이드 된 항목을 슬라이드하는 것이 더 쉽습니다.
고려중인 재료도 계수에 영향을줍니다. 예를 들어, 이전의 나무 블록이 벽돌 표면에 있었다면 계수는 0.6이되지만 깨끗한 나무의 경우 0.25에서 0.5. 얼음 위의 얼음의 경우 정적 계수는 0.1입니다. 다시 말하지만, 슬라이딩 계수는 얼음 위의 얼음의 경우 0.03, 목재 위의 경우 0.2로이 값을 더욱 감소시킵니다. 목재. 온라인 테이블을 사용하여 표면을 찾으십시오 (참고 자료 참조).
마찰력에 대한 공식은 다음과 같습니다.
F = \ mu N
예를 들어, 나무 탁자 위에 2kg 무게의 나무 블록이 고정 된 상태에서 밀린다고 가정합니다. 이 경우 정적 계수를 사용합니다.μ공전 = 목재의 경우 0.25 ~ 0.5. 취득μ공전 = 0.5 잠재적 인 마찰 효과를 극대화하고엔 = 이전의 19.6 N, 힘은 다음과 같습니다.
F = 0.5 \ times19.6 = 9.8 \ text {N}
마찰은 움직임에 저항하는 힘만 제공하므로 부드럽게 밀기 시작하면 단단하면 마찰력이 최대 값으로 증가 할 것입니다. 이것은 방금 계산 한 값입니다. 물리학 자들은 때때로에프최대 이 점을 명확히하기 위해.
블록이 움직이면μ미끄러지 다 = 0.2,이 경우 :
F_ {slide} = \ mu_ {slide} N = 0.2 \ times 19.6 = 3.92 \ text {N}