NộI Dung
Hầu hết mọi người hiểu ma sát một cách trực quan. Khi bạn cố gắng đẩy một vật dọc theo một bề mặt, sự tiếp xúc giữa vật thể và bề mặt sẽ đẩy lực đẩy của bạn lên một lực đẩy nhất định. Tính toán lực ma sát về mặt toán học thường liên quan đến hệ số ma sát, mà mô tả hai vật liệu cụ thể mà dính vào nhau để chống lại chuyển động, và một thứ gọi là lực bình thường có liên quan đến khối lượng của vật thể. Nhưng nếu bạn không biết hệ số ma sát, làm thế nào để bạn tìm ra lực? Bạn có thể đạt được điều này bằng cách tìm kiếm một kết quả tiêu chuẩn trực tuyến hoặc tiến hành một thử nghiệm nhỏ.
Tìm kiếm lực ma sát bằng thực nghiệm
Sử dụng đối tượng trong câu hỏi và một phần nhỏ của bề mặt bạn có thể di chuyển tự do để thiết lập một đường dốc nghiêng. Nếu bạn có thể sử dụng toàn bộ bề mặt hoặc toàn bộ vật thể, chỉ cần sử dụng một thứ gì đó được làm từ cùng một vật liệu. Ví dụ: nếu bạn có sàn lát gạch làm bề mặt, bạn có thể sử dụng một ô duy nhất để tạo đoạn đường nối. Nếu bạn có một tủ gỗ làm đối tượng, hãy sử dụng một vật thể khác, nhỏ hơn làm từ gỗ (lý tưởng với lớp hoàn thiện tương tự trên gỗ). Bạn càng có thể đến gần với tình huống thực tế, tính toán của bạn sẽ càng chính xác.
Đảm bảo rằng bạn có thể điều chỉnh độ nghiêng của đoạn đường nối, bằng cách xếp chồng một loạt sách hoặc một cái gì đó tương tự, để bạn có thể thực hiện các điều chỉnh nhỏ cho chiều cao tối đa của nó.
Bề mặt càng nghiêng, lực do trọng lực sẽ tác dụng để kéo nó xuống dốc. Lực ma sát hoạt động chống lại điều này, nhưng tại một số điểm, lực do trọng lực vượt qua nó. Điều này cho bạn biết lực ma sát tối đa của các vật liệu này và các nhà vật lý mô tả điều này thông qua hệ số ma sát tĩnh (μtĩnh). Thí nghiệm cho phép bạn tìm giá trị cho việc này.
Đặt đối tượng lên trên bề mặt ở một góc nông mà won sẽ làm cho nó trượt xuống dốc. Dần dần tăng độ nghiêng của đường dốc bằng cách thêm sách hoặc các vật thể mỏng khác vào ngăn xếp của bạn và tìm độ nghiêng dốc nhất mà bạn có thể giữ nó ở đó mà không cần đối tượng di chuyển. Bạn sẽ đấu tranh để có được câu trả lời hoàn toàn chính xác, nhưng ước tính tốt nhất của bạn sẽ đủ gần với giá trị thực cho phép tính. Đo chiều cao của đoạn đường nối và chiều dài của đường dốc khi nó dốc ở độ nghiêng này. Bạn về cơ bản coi đường dốc là hình tam giác vuông với sàn và đo chiều dài và chiều cao của tam giác.
Toán học cho tình huống diễn ra gọn gàng, và hóa ra tiếp tuyến của góc nghiêng cho bạn biết giá trị của hệ số. Vì thế:
μtĩnh = tan (θ)
Hoặc, vì tan = đối diện / liền kề = chiều dài cơ sở / chiều cao, bạn tính toán:
μtĩnh = tan (chiều dài cơ sở / chiều cao của đoạn đường nối)
Hoàn thành tính toán này để tìm giá trị cho hệ số cho tình huống cụ thể của bạn.
Lời khuyên
ĐỤ = μtĩnh VIẾT SAI RỒI
Nơi màVIẾT SAI RỒICung là viết tắt của lực lượng bình thường. Đối với một bề mặt phẳng, giá trị này bằng trọng lượng của vật thể, vì vậy bạn có thể sử dụng:
ĐỤ = μtĩnh mg
Đây, m là khối lượng của vật và g là gia tốc do trọng lực (9,8 m / s2).
Ví dụ, gỗ trên bề mặt đá có hệ số ma sát là μtĩnh = 0,3, vì vậy sử dụng giá trị này cho tủ gỗ 10 kg (kg) trên bề mặt đá:
ĐỤ = μtĩnh mg
= 0,3 × 10 kg × 9,8 m / s2
= 29,4 newton
Tìm lực ma sát mà không cần thí nghiệm
Nhìn trực tuyến để tìm hệ số ma sát giữa hai chất của bạn. Ví dụ, lốp xe ô tô trên đường nhựa có hệ số μtĩnh = 0,72, băng trên gỗ có μtĩnh = 0,05 và gỗ trên gạch có μtĩnh = 0,6. Tìm giá trị cho tình huống của bạn (bao gồm cả việc sử dụng hệ số trượt nếu bạn không tính toán ma sát từ văn phòng phẩm) và ghi chú lại.
Phương trình sau cho bạn biết cường độ của lực ma sát (với hệ số ma sát tĩnh):
ĐỤ = μtĩnh VIẾT SAI RỒI
Nếu bề mặt của bạn bằng phẳng và song song với mặt đất, bạn có thể sử dụng:
ĐỤ = μtĩnh mg
Nếu nó không phải là sức mạnh, lực bình thường sẽ yếu hơn. Trong trường hợp này, tìm góc nghiêng θvà tính toán:
ĐỤ = cos (θ) μtĩnh mg
Ví dụ: sử dụng khối băng nặng 1 kg trên gỗ, nghiêng 30 ° và ghi nhớ điều đó g = 9,8 m / s2, điều này mang lại:
ĐỤ = cos (θ) μtĩnh mg
= cos (30 °) × 0,05 × 1 kg × 9,8 m / s2
= 0.424 newton