Wrywinglose oppervlakversnelling: Uitputtende insig en feite


Wrywinglose oppervlakversnelling verteenwoordig hoe die liggaam met konstante snelheid op die wrywinglose oppervlak beweeg.

Wanneer die oppervlak wrywingloos is, stop geen netto krag op die bewegende sy beweging nie. Gevolglik gaan die liggaam voort om met dieselfde snelheid te beweeg. Dit is die rede waarom ons “wrywingloos” interpreteer as “beweeg sonder ophou”. Die gebeurtenis van geen versnelling word opgeroep as 'wrywinglose oppervlakversnelling'.

Wanneer twee liggame versnel om met mekaar te gly, ervaar hulle die opponerende kragte by hul kontakpunt van oppervlaktes wat hulle versnel. Een van die opponerende kragte is a normale krag wat loodreg op die oppervlak optree, en die ander is a wrywingskrag wat raak raak aan die oppervlak. Hierdie opponerende kragte verskaf energie aan die liggaam se interne deeltjies wat hul interatomiese afstande verander, wat lei tot die versnelling van die liggaam se beweging. 

Die liggame met wrywinglose oppervlaktes vervorm nie aangesien hul interatomiese afstand dieselfde bly tydens hul beweging. Op so 'n wrywinglose oppervlak gaan die normaalkrag wat opwaarts inwerk deur die middel. Gevolglik ervaar die bewegende liggaam nul wringkrag of nul kragte om sy middelpunt. Dit is hoekom die netto kragte nie die liggaam kan versnel of versnel nie, en die liggaam se rotasie- en translasiebeweging kan nie verander word nie.

Wrywinglose oppervlakversnelling
Wrywinglose oppervlakversnelling van die bal

Voortaan, as die liggaam op 'n wrywingsoppervlak beweeg, sal dit vir ewig beweeg sonder versnelling of verandering in sy beweging.

Wrywinglose oppervlak vs growwe oppervlak
Wrywinglose oppervlakversnelling
Wrywinglose oppervlak vs growwe oppervlak (Krediet: Shutter)

Lees meer oor Hellende vliegtuigversnelling.

Wat is die versnelling op 'n wrywinglose oppervlak?

Die versnelling op 'n wrywinglose oppervlak is die voortdurende beweging van die liggaam in die afwesigheid van reaksiekrag.

Die versnelling op enige oppervlak is die maatstaf van die krag wat deur die oppervlak uitgeoefen word. Die wrywingskrag, wat veronderstel is om die beweging te stop, word op die wrywinglose oppervlak uitgeskakel. Aangesien die netto kragte wat op die liggaam inwerk nul word, is versnelling in wrywinglose oppervlaktes ook nul.

Versnelling op wrywinglose oppervlak
Wrywinglose oppervlakversnelling
Versnelling op verskillende oppervlaktes

As Newton se eerste bewegingswet state – die toegepaste spierkrag laat die liggaam met gelyke spoed in die rigting van krag beweeg. Soos Newton se tweede bewegingswet state – die liggaam word versnel, gelykstaande aan die toegediende gespierde krag.  

F= ma …………………(*)

Anders as die eerste wet, verduidelik die tweede wet ook die situasie waarin die netto krag op 'n voorwerp is nie nul nie. Dit beteken die verskillende kragte produseer verskillende versnellings van 'n voorwerp. 

As Newtown se derde bewegingswet state – daar is 'n reaksiekrag vir die toegepaste krag wat deur die oppervlak van die ander liggaam uitgeoefen word wanneer wrywing tussen twee oppervlaktes voorkom. 

"Die wrywingskrag is direk eweredig aan die normaalkrag. “

FFric  = μ FN

Terwyl μ is wrywingskoëffisiënt.

Wanneer ons die oppervlak op verskillende maniere glad maak, verminder ons die wrywingskoëffisiënt μ van die oppervlak wat afhang van die oppervlak se ruheid. Op so 'n wrywinglose oppervlak werk slegs die normale krag op die liggaam maar langs sy beweging in wanneer die liggaam begin gly. Geen reaksiekragte kan die liggaam se beweging weerstaan ​​nie. Dis hoekom die liggaam beweeg in die horisontale rigting of langs die pad van toegepaste krag met konstante snelheid op wrywinglose oppervlaktes. 

Soos per Newton se bewegingswet, sal die liggaam permanent met konstante beweging beweeg, behalwe dat ons enige klein hoeveelheid krag daarvoor gebruik. Gewoonlik is die wrywingskrag teen die konstante beweging. Maar op 'n wrywinglose oppervlakdaar is egter geen krag om die beweging te weerstaan ​​nie. Dit is die liggaam wat aan en aan sal reis. 

Lees meer oor Newton se bewegingswette.

Hoe beïnvloed 'n wrywinglose oppervlak versnelling?

Die wrywingsoppervlak beïnvloed die versnelling van die liggaam deur die wrywingskrag wat die beweging teëwerk, uit te skakel.

Wanneer die liggaam op 'n growwe oppervlak gly, het dit vinnig versnel om te rus as gevolg van wrywingskrag. Maar as ons die oppervlak gladder maak om die wrywingskrag uit te skakel, gly die liggaam verder. Dit is hoe wrywingsoppervlak die versnelling van die liggaam beïnvloed om eindeloos in 'n reguit pad te gly.

Gestel ons pas drukkrag toe op 'n blok wat op 'n tafel rus. Eerstens sal die blok op die tafeloppervlak gly as gevolg van drukkrag, maar dit kom na 'n rukkie tot stilstand a.g.v. wrywingskrag vanaf die tafel. Die verskillende tipes van wrywing krag – soos gly wrywing en rol wrywing, weerstaan ​​die liggaam se beweging en keer dat die liggaam gly. 

Wrywinglose oppervlak beïnvloed versnelling
Wrywinglose oppervlakversnelling
Wrywinglose oppervlak beïnvloed versnelling

As ons die tafeloppervlak glad maak, sal die tyd verloop tussen die blok begin gly, en die res sal toeneem. Gestel die tafeloppervlak word wrywingloos sodat sy wrywing amper weglaatbaar word. In daardie geval gaan die blok voort om langs 'n reguit pad te gly sonder dat enige krag nodig is om aan te hou vir die groter afstand.

Die wrywinglose oppervlak laat nie versnelling na enige voorwerp toe nie, tensy ons dit met eksterne ongebalanseerde krag versnel. bv. val aan. Enige ander kragte wat parallel aan 'n wrywinglose oppervlak aangewend word, sal die liggaam laat gly aangesien wrywingskrag afwesig is. Die bewegende liggaam kan geen sywaartse beweging op 'n wrywinglose oppervlak beweeg nie.

'n Wrywinglose vliegtuig bestaan ​​nie in die werklike lewe nie. Nieteenstaande die nie-bestaan ​​daarvan, het 'n wrywinglose vliegtuig beduidende waarde in die ontwerp van paaie, motors en enjins, ens.

Lees meer oor Glywrywing.

Hoe om die versnelling van 'n voorwerp op 'n wrywinglose helling te vind?

Die versnelling op 'n wrywinglose helling word bepaal deur die gravitasiekrag op te los op die voorwerp in twee komponente.

Op wrywinglose helling beweeg 'n voorwerp parallel met die vlak. Die normaalkrag en gravitasie-loodregte komponent kanselleer mekaar aangesien beide kragte in dieselfde rigting is. Gevolglik versnel slegs die gravitasie-parallelle komponent 'n voorwerp in wrywinglose helling.

Enige voorwerp versnel op 'n wrywinglose oppervlak van 'n skuins vlak. Ons kan óf die versnelling daarvan meet óf dit bereken deur die gewigskomponent wat teen die helling daal te bepaal en te implementeer Newton se tweede bewegingswet.

Wanneer 'n voorwerp teen 'n wrywinglose helling gly, word die normaalkrag N deur 'n oppervlak daarop uitgeoefen, en gravitasiekrag word deur die aarde uitgeoefen, wat die voorwerp se gewig is. Die normaalkrag is loodreg, en die gravitasiekrag is vertikaal afwaarts na die oppervlak.

Aangesien die helling wrywingloos is, versnel 'n voorwerp langs die helling en word verder parallel met sy oppervlak vasgehou soos dit vorder. Daarom moet die netto krag, soos normaalkrag N en y-komponent van gravitasiekrag (mgcosθ), loodreg op die helling, nul wees. Gevolglik is slegs die x-komponent van gravitasiekrag (mgsinθ) parallel aan die helling – versnel 'n voorwerp op 'n wrywinglose oppervlak.

F = mgsinθ …………..(1)

Vergelyk vergelyking (*) en (1), ons kry

ma = mgsinθ

a = gsinθ …………(2)

Terwyl θ die hellingshoek is en g die versnelling as gevolg van swaartekrag of versnelling wat deur die gravitasiekrag geproduseer word. 

Op 'n wrywinglose oppervlak is die krag wat nodig is om 'n voorwerp te versnel, mgsinθ, wat eweredig tot gsinθ sal versnel.

Versnelling in wrywinglose helling
Wrywinglose oppervlakversnelling
Versnelling in wrywinglose helling

As ons die beperkende gebeure in wrywinglose oppervlaktes nagaan, kan ons dit ook opmerk

  • Geen krag langs 'n horisontale wrywinglose oppervlak nie aangesien die skuinshoek θ nul is. 
  • Krag langs 'n vertikale wrywingsoppervlak is mg as skuinshoek θ = 90°. 

Lees meer oor Tipes Kragte.

Wat is die versnelling van 'n voorwerp wat by 'n wrywinglose oprit afgly?

Die versnelling van 'n voorwerp wat by 'n wrywinglose oprit afgly, is kleiner as die versnelling as gevolg van swaartekragwaarde. 

Die versnelling van 'n voorwerp op die wrywinglose oppervlak van 'n skuins oprit is gelyk aan gsinθ. Die oprit het moontlike hoeke 0< θ<90°, wat waardes 0 gee

Soos ons vroeër verduidelik het, die versnelling op 'n wrywinglose oppervlak is gsinθ.

Met ander woorde, op 'n wrywinglose oppervlak kanselleer die massa van 'n voorwerp uit, wat voorspel dat enige voorwerp, ongeag die grootte en massa, teen dieselfde versnelling gsinθ op 'n wrywinglose skuins oppervlak sal afgly. 

Aangesien g= 9.8 m/s2 en θ = 30° vir 'n skuins oprit. 

Vervang bogenoemde waardes in vergelyking (2), ons kry

a = 9.8 sin 30°

a = 9.8 * ½

a = 4.9 m/s2

Enige voorwerp word tipies versnel met 4.9 m/s2 op 'n wrywinglose oppervlak van 'n skuins vlak.

As 'n voorwerp van rus begin en dan 'n afstand x aflê, beweeg af by die wrywinglose oprit in tyd t; die een van die kinematiese bewegingsvergelyking x=(1/2)by2 word, x=(1/2)gsinθt2

Ons kan uitvind die tyd sal geneem word deur 'n voorwerp om die onderkant van die oprit te bereik.

Let daarop dat wanneer 'n skuins oprithoek 90 is°, 'n voorwerp sal vrylik afwaarts val.

Lees meer oor Kinematiese bewegingsvergelykings.


Manish Naik

Hallo, ek is Manish Naik het my MSc Fisika met Solid-State Electronics as spesialisasie voltooi. Ek het drie jaar ondervinding in die skryf van artikels oor fisika-vak. Skryfwerk, wat daarop gemik was om akkurate inligting aan alle lesers, van beginners en kundiges, te verskaf. In my vrye tyd spandeer ek graag my tyd in die natuur of om geskiedkundige plekke te besoek. Ek is geëerd om deel te wees van LambdaGeeks. Sien daarna uit om jou deur LinkedIn te verbind - https://www.linkedin.com/in/manish-ashok-naik/ Besoek ook my webwerf Wandering Maharashtra vir Maharashtra-reisgids en erfenisbewaringsartikels - https://wanderingmaharashtra.com /reis-blogs/

Onlangse plasings