Bir fizik kavramı olarak kuvvet, Newton'un bir kütleye bir kuvvet etki ettiğinde ivmenin ortaya çıktığını belirten ikinci yasası ile tanımlanır. Matematiksel olarak bu şu anlama gelir:
F = anne
İvme ve kuvvetin vektör miktarları olduğuna dikkat etmek önemli olsa da (yani, her ikisinin de bir büyüklük ve üç boyutlu uzayda bir yön), kütle ise skaler bir niceliktir (yani, bir büyüklüğü vardır). sadece). Standart birimlerde, kuvvet Newton (N), kütle kilogram (kg) olarak, ivme ise metre bölü saniye kare (m/s) olarak ölçülür.2).
Bazı kuvvetler temassız kuvvetlerdir, yani kendilerini deneyimleyen nesneler birbirleriyle doğrudan temas halinde olmadan hareket ederler. Bu kuvvetler yerçekimi, elektromanyetik kuvvet ve çekirdekler arası kuvvetleri içerir. Temas kuvvetleri ise nesnelerin birbirine dokunmasını gerektirir, bu sadece bir an için de olabilir (örn. duvara çarpan ve seken bir top) veya uzun bir süre boyunca (örneğin, bir Tepe).
Çoğu bağlamda, hareketli bir nesneye uygulanan temas kuvveti, normal ve sürtünme kuvvetlerinin vektör toplamıdır. Sürtünme kuvveti, hareket yönlerine tam olarak zıt hareket ederken, nesne yerçekimine göre yatay olarak hareket ediyorsa normal kuvvet bu yöne dik olarak hareket eder.
Adım 1: Sürtünme Kuvvetini Belirleyin
Bu kuvvet eşittirsürtünme katsayısıμ nesne ile yüzey arasında, nesnenin ağırlığı ile çarpılır, bu da kütlesinin yerçekimi ile çarpımıdır. Böylece:
F_f=\mu mg
Engineer's Edge'deki gibi çevrimiçi bir çizelgeye bakarak μ değerini bulun.Not:Bazen kinetik sürtünme katsayısını kullanmanız gerekecek, bazen de statik sürtünme katsayısını bilmeniz gerekecek.
Bu problem için Ff = 5 Newton.
Adım 2: Normal Kuvveti Belirleyin
Bu kuvvet, FN, basitçe cismin kütlesi çarpı yerçekimi ivmesi çarpı hareket yönü ile düşey yerçekimi vektörü arasındaki açının sinüsü olan, 9,8 m/s değerindeki g düşey yerçekimi vektörüdür.2. Bu problem için, nesnenin yatay olarak hareket ettiğini varsayalım, bu nedenle hareket yönü ile yerçekimi arasındaki açı, sinüsü 1 olan 90 derecedir. Böylece FN = mevcut amaçlar için mg. Cisim yataya 30 derecelik bir açıyla bir rampadan aşağı kayıyorsa, normal kuvvet şu şekilde olacaktır:
F_N=mg\times\sin{(90-30)}=mg\times \sin{60}=mg\times 0.866
Ancak bu problem için 10 kg'lık bir kütle varsayalım. FN dolayısıyla 98 Newton'dur.
Adım 3: Genel Temas Kuvvetinin Büyüklüğünü Belirlemek için Pisagor Teoremini Uygulayın
F normal kuvvetini hayal edersenizN aşağı doğru hareket eden ve sürtünme kuvveti Ff yatay olarak hareket eden vektör toplamı, bu kuvvet vektörlerini birleştiren bir dik üçgeni tamamlayan hipotenüstür. Büyüklüğü şöyledir:
\sqrt{F_N^2+F_f^2}
bu sorun için hangisi
\sqrt{15^2+98^2}=\sqrt{225+9604}=99.14\text{ N}