NộI Dung
Các bề mặt tạo ra lực ma sát chống lại chuyển động trượt và bạn cần tính kích thước của lực này như là một phần của nhiều vấn đề vật lý. Lượng ma sát chủ yếu phụ thuộc vào lực bình thường, mà bề mặt tác động lên các vật thể ngồi trên chúng, cũng như các đặc điểm của bề mặt cụ thể mà bạn đang xem xét. Đối với hầu hết các mục đích, bạn có thể sử dụng công thức ĐỤ = N để tính ma sát, với VIẾT SAI RỒI đại diện cho lực lượng bình thường vàμKết hợp các đặc điểm của bề mặt.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Tính lực ma sát bằng công thức:
ĐỤ = N
Ở đâu VIẾT SAI RỒI là lực bình thường và μ là hệ số ma sát cho vật liệu của bạn và cho dù chúng đứng yên hay di chuyển. Lực bình thường bằng trọng lượng của vật, vì vậy điều này cũng có thể được viết:
ĐỤ = μmg
Ở đâu m là khối lượng của vật và g là gia tốc do trọng lực. Ma sát có tác dụng chống lại chuyển động của vật.
Ma sát là gì?
Ma sát mô tả lực giữa hai bề mặt khi bạn cố gắng di chuyển một bề mặt khác. Lực chống lại chuyển động, và trong hầu hết các trường hợp, lực tác dụng theo hướng ngược lại với chuyển động. Ở cấp độ phân tử, khi bạn ấn hai bề mặt lại với nhau, những khiếm khuyết nhỏ ở mỗi bề mặt có thể lồng vào nhau và có thể có lực hấp dẫn giữa các phân tử của vật liệu này và vật liệu kia. Những yếu tố này làm cho việc di chuyển chúng qua nhau khó khăn hơn. Mặc dù vậy, bạn không làm việc ở cấp độ này khi bạn tính toán lực ma sát. Đối với các tình huống hàng ngày, các nhà vật lý tập hợp tất cả các yếu tố này lại với nhau trong hệ số điểm bù μ.
Tính lực ma sát
Lực lượng bình thường của người Viking mô tả lực mà bề mặt mà một vật thể đang nằm trên (hoặc được ấn lên) tác dụng lên vật thể. Đối với một vật thể tĩnh trên một mặt phẳng, lực phải chống lại chính xác lực do trọng lực, nếu không vật sẽ chuyển động, theo định luật chuyển động của Newton. Lực lượng bình thường của người Viking (VIẾT SAI RỒI) là tên của lực thực hiện điều này.
Nó luôn luôn hoạt động vuông góc với bề mặt. Điều này có nghĩa là trên một bề mặt nghiêng, lực bình thường vẫn sẽ hướng trực tiếp ra khỏi bề mặt, trong khi lực hấp dẫn sẽ hướng thẳng xuống dưới.
Các lực bình thường có thể được mô tả đơn giản trong hầu hết các trường hợp bằng cách:
VIẾT SAI RỒI = mg
Đây, m đại diện cho khối lượng của vật thể, và g là viết tắt của gia tốc do trọng lực, là 9,8 mét mỗi giây mỗi giây (m / s2), hoặc netwons mỗi kg (N / kg). Điều này chỉ đơn giản là phù hợp với trọng lượng của điểm số của đối tượng.
Đối với các bề mặt nghiêng, cường độ của lực thông thường bị giảm khi bề mặt nghiêng càng nhiều, do đó công thức trở thành:
VIẾT SAI RỒI = mg cos (θ)
Với θ đứng cho góc bề mặt nghiêng.
Để tính toán ví dụ đơn giản, hãy xem xét một bề mặt phẳng với khối gỗ nặng 2 kg ngồi trên đó. Lực bình thường sẽ hướng thẳng lên trên (để đỡ trọng lượng của khối) và bạn sẽ tính toán:
VIẾT SAI RỒI = 2 kg × 9,8 N / kg = 19,6 N
Hệ số phụ thuộc vào đối tượng và tình huống cụ thể mà bạn làm việc với. Nếu đối tượng không di chuyển trên bề mặt, bạn sử dụng hệ số ma sát tĩnh μtĩnh, nhưng nếu nó đang di chuyển, bạn sử dụng hệ số ma sát trượt μtrượt.
Thông thường, hệ số ma sát trượt nhỏ hơn hệ số ma sát tĩnh. Nói cách khác, nó dễ dàng trượt một thứ gì đó mà L trượt đã trượt hơn là trượt một thứ gì đó mà vẫn còn.
Các tài liệu bạn xem xét cũng ảnh hưởng đến hệ số. Ví dụ: nếu khối gỗ từ trước đó nằm trên bề mặt gạch, hệ số sẽ là 0,6, nhưng đối với gỗ sạch, nó có thể nằm trong khoảng từ 0,25 đến 0,5. Đối với nước đá trên băng, hệ số tĩnh là 0,1. Một lần nữa, hệ số trượt làm giảm điều này thậm chí nhiều hơn, còn 0,03 đối với băng trên băng và 0,2 đối với gỗ trên gỗ. Tra cứu bề mặt của bạn bằng bảng trực tuyến (xem Tài nguyên).
Công thức cho lực của các trạng thái ma sát:
ĐỤ = N
Ví dụ, hãy xem xét một khối gỗ có khối lượng 2 kg trên bàn gỗ, được đẩy từ văn phòng phẩm. Trong trường hợp này, bạn sử dụng hệ số tĩnh, với μtĩnh = 0,25 đến 0,5 đối với gỗ. Đang lấy μtĩnh = 0,5 để tối đa hóa hiệu quả tiềm năng của ma sát và ghi nhớ VIẾT SAI RỒI = 19,6 N từ trước đó, lực là:
ĐỤ = 0,5 × 19,6 N = 9,8 N
Hãy nhớ rằng ma sát chỉ cung cấp lực để chống lại chuyển động, vì vậy nếu bạn bắt đầu đẩy nó nhẹ nhàng và mạnh hơn, lực ma sát sẽ tăng lên giá trị tối đa, đó là những gì bạn vừa tính toán. Các nhà vật lý đôi khi viết ĐỤtối đa để làm cho điểm này rõ ràng.
Khi khối đang di chuyển, bạn sử dụng μtrượt = 0,2, trong trường hợp này:
ĐỤtrượt = μtrượt VIẾT SAI RỒI
= 0,2 × 19,6 N = 3,92 N