Como calcular a aceleração com atrito

Como uma força que se opõe ao movimento, o atrito sempre reduz a aceleração. O atrito ocorre entre a interação de um objeto contra uma superfície. Sua magnitude depende das características da superfície e do objeto, e se o objeto está se movendo ou não. O atrito pode ser o resultado de uma interação entre dois objetos sólidos, mas não precisa ser. A resistência do ar é um tipo de força de atrito, e você pode até tratar a interação de um corpo sólido movendo-se sobre ou através da água como uma interação de atrito.

TL; DR (muito longo; Não li)

A força de atrito depende da massa de um objeto mais o coeficiente de atrito de deslizamento entre o objeto e a superfície na qual ele desliza. Subtraia essa força da força aplicada para encontrar a aceleração do objeto.

Como calcular a força de atrito

Força é uma quantidade vetorial, o que significa que você deve considerar a direção em que ela atua. Existem dois tipos principais de forças de atrito: a força estática (Fst) e a força de deslizamento (F

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sl). Mesmo que atuem na direção oposta àquela em que um objeto se move, a força normal (FN) produz essas forças, que atuam perpendiculares à direção do movimento. FN é igual ao peso do objeto mais quaisquer pesos adicionais. Por exemplo, se você pressiona um bloco de madeira sobre uma mesa, aumenta a força normal e, portanto, aumenta a força de atrito.

Tanto o atrito estático quanto o deslizante dependem das características do corpo em movimento e da superfície ao longo da qual ele se move. Essas características são quantificadas nos coeficientes de estática (µst) e deslizante (µsl) fricção. Esses coeficientes são adimensionais e foram tabulados para muitos itens e superfícies comuns. Depois de encontrar aquele que se aplica à sua situação, você calcula as forças de atrito usando estas equações:

F_ {st} \ leq \ mu_ {st} F_N \\\ texto {} \\ F_ {sl} = \ mu_ {sl} F_N

Calculando a aceleração

A segunda lei de Newton diz que a aceleração de um objeto (a) é proporcional à força (F) aplicada sobre ele, e o fator de proporcionalidade é a massa do objeto (m). Se você estiver interessado em aceleração, reorganize a equação para ler:

a = \ frac {F} {m}

Força é uma quantidade vetorial, o que significa que você deve considerar a direção em que ela atua. Existem dois tipos principais de forças de atrito: a força estática (Fst) e a força de deslizamento (Fsl). Mesmo que atuem na direção oposta àquela em que um objeto se move, a força normal (FN) produz essas forças, que atuam perpendiculares à direção do movimento. FN é igual ao peso do objeto mais quaisquer pesos adicionais. Por exemplo, se você pressiona um bloco de madeira sobre uma mesa, aumenta a força normal e, portanto, aumenta a força de atrito.

A força total (F) em um objeto sujeito a fricção é igual à soma da força aplicada (Faplicativo) e a força de atrito (Ffr). Mas, uma vez que a força de atrito se opõe ao movimento, é negativa em relação à força para frente, então:

F = F_ {app} -F_ {fr}

A força de atrito é o produto do coeficiente de atrito e a força normal, quena ausência de forças extras para baixo, é o peso do objeto. Peso (w) é definido como a massa (m) de um objeto vezes a força da gravidade (g):

F_N = w = mg

Agora você está pronto para calcular a aceleração de um objeto de massa (m) sujeito a uma força aplicada Faplicativo e uma força de atrito. Como o objeto está se movendo, você usa o coeficiente de atrito deslizante para obter este resultado:

a = \ frac {F_ {app} - \ mu_ {sl} mg} {m}

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