Paviršiai veikia trinties jėgą, kuri priešinasi slenkantiems judesiams, ir jūs turite apskaičiuoti šios jėgos dydį kaip daugelio fizikos problemų dalį. Trinties dydis daugiausia priklauso nuo „normalios jėgos“, kurią paviršiai daro ant ant jų sėdinčių objektų, taip pat nuo konkretaus paviršiaus, kurį svarstote, savybių. Daugeliu atvejų galite naudoti formulę:
apskaičiuoti trintį suNstovi už „normalią“ jėgą ir „μ“, Apimančios paviršiaus charakteristikas.
Trintis apibūdina jėgą tarp dviejų paviršių, kai bandote judėti vienas kitu. Jėga priešinasi judėjimui, ir daugeliu atvejų jėga veikia priešinga judesio kryptimi. Molekuliniu lygiu nuspaudus du paviršius, kiekviename yra nedideli trūkumai paviršius gali tarpusavyje susijungti, o tarp vienos medžiagos molekulių ir gali būti patrauklios jėgos Kitas. Šie veiksniai apsunkina jų judėjimą vienas šalia kito. Vis dėlto jūs nedirbate šiame lygyje, kai skaičiuojate trinties jėgą. Kasdienėms situacijoms fizikai visus šiuos veiksnius sugrupuoja į „koeficientą“μ.
„Normali“ jėga apibūdina jėgą, kurią ant objekto remiasi (arba yra prispaudžiamas) paviršiaus objektas. Nejudančiam daiktui ant lygaus paviršiaus jėga turi tiksliai priešintis jėgai dėl sunkio jėgos, kitaip objektas judėtų pagal Niutono judėjimo dėsnius. „Normali“ jėga (N) yra tai darančios jėgos pavadinimas.
Jis visada veikia statmenai paviršiui. Tai reiškia, kad ant pasvirusio paviršiaus įprasta jėga vis tiek būtų nukreipta tiesiai nuo paviršiaus, o gravitacijos jėga - tiesiai žemyn.
Įprastą jėgą daugeliu atvejų galima paprastai apibūdinti taip:
N = mg
Čiamreiškia objekto masę irgreiškia pagreitį dėl sunkio jėgos, kuris yra 9,8 metrai per sekundę per sekundę (m / s2), arba neto kilogramui (N / kg). Tai tiesiog atitinka objekto „svorį“.
Pakreiptų paviršių normalios jėgos stipris mažėja, tuo labiau, kad paviršius yra pasviręs, todėl formulė tampa:
N = mg \ cos {\ theta}
Suθstovint kampui, į kurį paviršius yra linkęs.
Norėdami atlikti paprastą skaičiavimo pavyzdį, apsvarstykite plokščią paviršių, ant kurio sėdi 2 kg medžio luitas. Normali jėga būtų nukreipta tiesiai į viršų (kad būtų išlaikytas bloko svoris), ir jūs apskaičiuotumėte:
N = 2 \ kartus 9,8 = 19,6 \ tekstas {N}
Koeficientas priklauso nuo objekto ir konkrečios situacijos, su kuria dirbate. Jei objektas dar juda ne per paviršių, naudokite statinės trinties koeficientąμstatinis, bet jei jis juda, naudokite slydimo trinties koeficientąμskaidrė.
Paprastai slydimo trinties koeficientas yra mažesnis nei statinės trinties koeficientas. Kitaip tariant, lengviau stumdyti tai, kas jau slysta, nei stumti tai, kas vis dar yra.
Jūsų svarstomos medžiagos taip pat turi įtakos koeficientui. Pvz., Jei ankstesnė medienos dalis buvo ant plytų paviršiaus, koeficientas būtų 0,6, tačiau švariai medienai jis gali būti nuo 0,25 iki 0.5. Ledui ant ledo statinis koeficientas yra 0,1. Vėlgi, slenkantis koeficientas tai dar labiau sumažina iki 0,03 ledo ant ledo ir 0,2 medienos mediena. Ieškokite jų savo paviršiui naudodamiesi internetine lentele (žr. Ištekliai).
Trinties jėgos formulė nurodo:
F = \ mu N
Pavyzdžiui, apsvarstykite 2 kg masės medinį bloką ant medinio stalo, kuris stumiamas iš nejudančio. Tokiu atveju jūs naudojate statinį koeficientą suμstatinis = 0,25–0,5 medienai. Paėmimasμstatinis = 0,5, kad maksimaliai padidintumėte galimą trinties poveikį, ir prisimindamiN = 19,6 N iš anksčiau, jėga yra:
F = 0,5 \ kartus19,6 = 9,8 \ tekstas {N}
Atminkite, kad trintis suteikia tik jėgą atsispirti judesiui, taigi, jei pradėsite ją švelniai stumti ir gausite tvirtesnė, trinties jėga padidės iki didžiausios vertės, kurią jūs ką tik apskaičiavote. Fizikai kartais rašoFmaks kad šis punktas būtų aiškus.
Kai blokas juda, jūs naudojateμskaidrė = 0,2, šiuo atveju:
F_ {slide} = \ mu_ {slide} N = 0,2 \ kartai 19,6 = 3,92 \ text {N}