물리 개념으로서 힘은 힘이 질량에 작용할 때 가속이 발생한다는 뉴턴의 제 2 법칙에 의해 설명됩니다. 수학적으로 이것은 다음을 의미합니다.
F = ma
가속도와 힘은 벡터 양이라는 점에 유의하는 것이 중요하지만 (즉, 둘 다 3 차원 공간에서 크기와 방향) 반면 질량은 스칼라 수량입니다 (즉, 크기가 뿐). 표준 단위에서 힘의 단위는 뉴턴 (N), 질량은 킬로그램 (kg)으로 측정되며 가속도는 초당 미터 (m / s)로 측정됩니다.2).
일부 힘은 비접촉 힘으로, 물체가 서로 직접 접촉하지 않고 작용합니다. 이러한 힘에는 중력, 전자기력 및 핵간 힘이 포함됩니다. 반면에 접촉력은 물체가 서로 닿아 야합니다. 공이 벽에 부딪 히거나 튀어 오르는 경우) 또는 장기간 (예: 사람이 타이어를 언덕).
대부분의 상황에서 움직이는 물체에 가해지는 접촉력은 수직력과 마찰력의 벡터 합입니다. 마찰력은 운동 방향과 정반대로 작용하는 반면 물체가 중력에 대해 수평으로 움직이면 수직력은이 방향에 수직으로 작용합니다.
1 단계: 마찰력 결정
이 힘은마찰 계수물체와 표면 사이의 μ에 물체의 무게를 곱한 값, 즉 질량에 중력을 곱한 값입니다. 그러므로:
F_f = \ mu mg
Engineer 's Edge와 같은 온라인 차트에서 μ 값을 찾으십시오.노트 :운동 마찰 계수를 사용해야하는 경우도 있고 정지 마찰 계수를 알아야하는 경우도 있습니다.
이 문제에 대해 F에프 = 5 뉴턴.
2 단계: 수직력 결정
이 힘, F엔는 단순히 물체의 질량 곱하기 중력으로 인한 가속도 곱하기 운동 방향과 수직 중력 벡터 g 사이의 각도의 사인이며 값은 9.8m / s입니다.2. 이 문제의 경우 물체가 수평으로 움직이고 있으므로 운동 방향과 중력 사이의 각도는 90도이고 사인은 1이라고 가정합니다. 따라서 F엔 = 현재 목적을위한 mg. 물체가 수평으로 30도 방향의 경사로 아래로 미끄러지는 경우 수직력은 다음과 같습니다.
F_N = mg \ times \ sin {(90-30)} = mg \ times \ sin {60} = mg \ times 0.866
그러나이 문제에 대해서는 10kg의 질량을 가정합니다. 에프엔 따라서 98 뉴턴입니다.
3 단계: 피타고라스 정리를 적용하여 전체 접촉력의 크기 결정
수직력 F를 상상한다면엔 아래쪽으로 작용하고 마찰력 F에프 수평으로 작용하는 벡터 합은 빗변이이 힘 벡터를 연결하는 직각 삼각형을 완성합니다. 따라서 그 크기는 다음과 같습니다.
\ sqrt {F_N ^ 2 + F_f ^ 2}
이 문제는
\ sqrt {15 ^ 2 + 98 ^ 2} = \ sqrt {225 + 9604} = 99.14 \ text {N}