Сила, као концепт физике, описана је Њутновим другим законом, који каже да убрзање настаје када сила делује на масу. Математички ово значи:
Ф = ма
иако је важно напоменути да су убрзање и сила векторске величине (тј. имају обе а величине и правца у тродимензионалном простору) док је маса скаларна величина (тј. има величину само). У стандардним јединицама сила има јединице њутна (Н), маса у килограмима (кг), а убрзање се мери у метрима у секунди на квадрат (м / с2).
Неке силе су силе без контакта, што значи да делују а да предмети који их доживљавају нису у директном контакту једни с другима. Те силе укључују гравитацију, електромагнетну силу и интернуклеарне силе. С друге стране, контактне силе захтевају да се предмети додирују, било да је то само тренутак (као што је лопта која се удара и одбија од зида) или током дужег периода (као што је особа која котрља гуму а брдо).
У већини контекста, контактна сила која делује на објект у покрету је векторски збир нормалних и сила трења. Сила трења делује тачно супротно од смерова кретања, док нормална сила делује окомито на овај смер ако се предмет креће хоризонтално у односу на гравитацију.
Корак 1: Одредити силу трења
Ова сила је једнакакоефицијент трењаμ између предмета и површине помножене са тежином предмета, што је његова маса помножена са гравитацијом. Тако:
Ф_ф = \ му мг
Пронађите вредност μ тако што ћете га потражити у онлајн графикону као што је онај на Енгинеер'с Едге.Белешка:Понекад ћете морати да користите коефицијент кинетичког трења, а понекад ћете морати да знате коефицијент статичког трења.
За овај проблем претпоставимо да је Ф.ф = 5 Њутна.
Корак 2: Одредите нормалну силу
Ова сила, Ф.Н., је једноставно маса објекта помножена са убрзањем услед гравитације помноженом са синусом угла између смера кретања и вертикалног вектора гравитације г, који има вредност 9,8 м / с2. За овај проблем претпоставимо да се објекат помера водоравно, па је угао између смера кретања и гравитације 90 степени, што има синус 1. Тако је Ф.Н. = мг за садашње сврхе. Ако би предмет клизио низ рампу оријентисану на 30 степени према хоризонтали, нормална сила би била:
Ф_Н = мг \ пута \ син {(90-30)} = мг \ пута \ син {60} = мг \ пута 0.866
За овај проблем, међутим, претпоставите масу од 10 кг. ФН. је дакле 98 Њутна.
Корак 3: Примените Питагорину теорему за одређивање величине укупне контактне силе
Ако сликате нормалну силу Ф.Н. делујући надоле и сила трења Ф.ф делујући водоравно, векторски збир је хипотенуза која заокружује правоугли троугао који спаја ове векторе сила. Његова величина је према томе:
\ скрт {Ф_Н ^ 2 + Ф_ф ^ 2}
што је за овај проблем
\ скрт {15 ^ 2 + 98 ^ 2} = \ скрт {225 + 9604} = 99,14 \ тект {Н}