Кінетичне тертя: визначення, коефіцієнт, формула (з / прикладами)

Більшість об’єктів насправді не такі гладкі, як ви думаєте. На мікроскопічному рівні навіть очевидно гладкі поверхні насправді є пейзажем крихітних пагорбів та долин, занадто малих щоб насправді побачити, але зробивши величезну різницю, коли справа доходить до обчислення відносного руху між двома контактами поверхонь.

Ці крихітні дефекти на поверхнях блокуються, створюючи силу тертя, яка діє напрямку, протилежному до будь-якого руху, і повинен бути розрахований для визначення чистої сили на об'єкт.

Існує кілька різних типів тертя, алекінетичне тертяінакше відомий яктертя ковзання, покистатичне тертявпливає на об'єктранішевін починає рухатися ітертя коченнязокрема стосується предметів, що котяться, таких як колеса.

Дізнавшись, що означає кінетичне тертя, як знайти відповідний коефіцієнт тертя та як це зробити розрахуйте, це розповість вам все, що вам потрібно знати для вирішення фізичних проблем, пов'язаних із силою тертя.

Найпростішим визначенням кінетичного тертя є: опір руху, спричинений контактом між поверхнею та об’єктом, що рухається проти неї. Сила кінетичного тертя діє на

Кінетична сила вимислу застосовується лише до об'єкта, що рухається (отже, "кінетичний"), інакше відомий як тертя ковзання. Це сила, яка протистоїть ковзному рухові (штовханню коробки по дошках підлоги), і є конкретнікоефіцієнти тертядля цього та інших видів тертя (наприклад, тертя кочення).

Іншим основним видом тертя між твердими речовинами є статичне тертя, і це опір руху, спричинене тертям міждосіоб'єкт і поверхня.коефіцієнт статичного тертязазвичай більший за коефіцієнт кінетичного тертя, що вказує на те, що сила тертя слабша для об’єктів, які вже перебувають у русі.

Силу тертя найкраще визначити за допомогою рівняння. Сила тертя залежить від коефіцієнта тертя для виду тертя, що розглядається, і величини нормальної сили, яку поверхня чинить на предмет. Для тертя ковзання сила тертя визначається як:

ДеF​_k - сила кінетичного тертя,μ​_k - коефіцієнт тертя ковзання (або кінетичного тертя) іF​_п - нормальна сила, рівна вазі об’єкта, якщо проблема стосується горизонтальної поверхні і ніяких інших вертикальних сил не діє (тобто​F​_п = ​мг​, дем- маса об’єкта іg- це прискорення за рахунок сили тяжіння). Оскільки тертя є силою, одиницею сили тертя є ньютон (N). Коефіцієнт кінетичного тертя не є одиничним.

Рівняння статичного тертя в основному однакове, за винятком того, що коефіцієнт тертя ковзання замінюється коефіцієнтом статичного тертя (μ​_s). Це дійсно найкраще вважати максимальним значенням, оскільки воно збільшується до певної точки, і тоді, якщо ви прикладете більше сили до об'єкта, він почне рухатися:

Опрацювати кінетичну силу тертя просто на горизонтальній поверхні, але трохи складніше на похилій поверхні. Наприклад, візьмемо скляний блок масоюм= 2 кг при натисканні на горизонтальну скляну поверхню,𝜇​_k = 0,4. Ви можете легко розрахувати кінетичну силу тертя, використовуючи співвідношенняF​_п = ​мгі зазначивши цеg= 9,81 м / с²:

А тепер уявіть ту ж ситуацію, за винятком того, що поверхня нахилена на 20 градусів до горизонталі. Нормальна сила залежить від складовоївагаоб'єкта, спрямованого перпендикулярно до поверхні, що задаєтьсямгcos (θ), деθ- кут нахилу. Зауважте, щомггріх (θ) повідомляє вам силу тяжіння, що тягне його вниз по нахилу.

Коли блок рухається, це дає:

Ви також можете розрахувати коефіцієнт статичного тертя за допомогою простого експерименту. Уявіть, що ви намагаєтесь почати штовхати або тягнути 5-кілограмовий блок дерева по бетону. Якщо ви реєструєте прикладену силу в той момент, коли коробка починає рухатися, ви можете переставити рівняння статичного тертя, щоб знайти відповідний коефіцієнт тертя для дерева та каменю. Якщо для переміщення блоку потрібно сили 30 Н, то максимальна дляF​_s = 30 Н, отже:

Повторно домовляється про:

Отже, коефіцієнт становить близько 0,61.