Hoe om wrywingskrag sonder massa te bereken: gedetailleerde verduidelikings en probleemvoorbeelde


Die wrywingskrag is die weerstandskrag wat teen die bewegingsrigting van die voorwerp inwerk en vind plaas wanneer die twee oppervlaktes teen mekaar vryf.

Die wrywingskrag is altyd in die rigting teenoor die bewegingsrigting van die voorwerp. Dit hang af van die normaalkrag as gevolg van die massa en die versnelling as gevolg van die swaartekrag van die voorwerp. Kom ons kyk in hierdie artikel hoe om wrywingskrag sonder massa te bereken.

Wat is wrywingskrag?

Die wrywingskrag is die weerstandskrag wat gegenereer word as gevolg van die vryf van twee oppervlaktes.

Dit volg op Newton s'n Derde Wet van beweging, die wrywingskrag is die krag wat geproduseer word wat ooreenstem met die normale krag wat op die oppervlak uitgeoefen word en hang af van die wrywingskoëffisiënt van die oppervlak.

As daar geen wrywingskoëffisiënt op die oppervlak, dit wil sê as die oppervlak perfek glad was, dan sou die wrywingskoëffisiënt nul wees en die voorwerp sou net afgegly het.

Sand het meer wrywing as metaalpad; Beeldkrediet: Pixabay

Hoe om wrywingskrag te bereken?

Normaalweg kan die wrywingskrag direk bereken word deur die normale kragte te ken wat uitgeoefen word op die oppervlak wat wrywing ondergaan.

As ons die wrywingskoëffisiënt en die normaalkrag wat op die oppervlak inval, ken, kan ons die wrywingskrag bereken deur die formule f=µ N te gebruik.

Die normaalkrag is as gevolg van die massa en die versnelling is as gevolg van die swaartekrag van die voorwerp. Hierdie krag is verantwoordelik vir die hoeveelheid wrywingskrag wat op die oppervlak van die voorwerp geproduseer word en die grofheid van beide die oppervlaktes wat wrywing ondergaan.

Kom ons verstaan ​​hoe ons die wrywingskrag kan bereken net deur die normale krag wat inval op die oppervlak te ken deur 'n eenvoudige probleem hieronder te neem.

Wat is die wrywingskrag as gevolg van die fiets met gewig van 8.8 kg wat met normale krag op die pad versnel is 30N en wrywingskoëffisiënt is 1.2?

Gegee: W=8.8kg

N=30 N

µ = 1.2

Ons het,

f = µ N

f = 1.2 * 30 = 36 N

Die wrywingskrag as gevolg van fiets is 36 N.

Nou sal ons sien hoe om die wrywingskrag sonder massa stap vir stap te bereken deur 'n eenvoudige voorbeeld te neem.

Oorweeg 'n bestuurder wat 'n motor op 'n steiler helling bestuur. Die wrywingskrag word opgewek as gevolg van bande wat oor die metaalpad vryf. Hoe sal jy die wrywingskrag sonder massa bereken?

Die wrywingskrag wat opgewek word, is afhanklik van die normale krag van die motor as gevolg van die totale massa van die motor en sy versnelling as gevolg van swaartekrag.

hoe om wrywingskrag sonder massa te bereken
Diagram van die verskillende kragte wat op die motor inwerk wat die helling ry opwaartse

Normale krag op die kar

Die normaalkrag op die motor is gelyk aan die produk van massa en versnelling as gevolg van swaartekrag.

N= mg

Die gewig van die motor word agteruit uitgeoefen volgens die swaartepunt van die motor, gebaseer op die posisie en as van die motor. Die wrywingskrag en die lugweerstandkragte werk terselfdertyd om die snelheid van die motor te weerstaan. Die lugweerstand is baie klein in vergelyking met die wrywingskrag.

Wrywingskoëffisiënt

Die wrywingskoëffisiënt is 'n faktor wat ons 'n idee gee oor die ruwheid of gladheid van die oppervlak. 'n Voorwerp met 'n growwe oppervlak het 'n hoër waarde van die wrywingskoëffisiënt in vergelyking met gladde oppervlaktes.

Die wrywingskoëffisiënt is die verhouding van die wrywingskrag tot die normaalkrag

µ =fk /N

Die wrywingskoëffisiënt vir die droë pad is 0.7 en vir die nat metaalpad is die wrywingskoëffisiënt 0.4.

Wrywingskrag op die bande

Die wrywingskrag word eintlik gegee as

fk = µ N

Waar µ 'n wrywingskoëffisiënt is

Deur eqn(1) in eqn(2) te vervang, kry ons

fk = µ mg

Vervang massa-aggregaat in die vergelyking

Ons weet dat die digtheid van die voorwerp gelyk is aan die verhouding van die massa van al die molekules wat die volume van die voorwerp uitmaak en word gegee deur die verhouding,

ϱ = m/v

Waar ϱ is die digtheid van die voorwerp

M is die massa van die voorwerp en

V is die volume van die voorwerp

Daarom kan ons die vergelyking herskryf as m=ϱv

Deur hierdie vergelyking in die bogenoemde vergelyking (3) te vervang,

fk = mu ϱ v

Hierdie vergelyking is onafhanklik van die massa en ons kan die wrywingskrag direk bereken deur om die digtheid te ken en volume van die voorwerp en die wrywingskoëffisiënt van die oppervlak.

Oorweeg 'n man wat 'n boks van lengte, breedte en hoogte 1 meter elk stoot. Die digtheid van die boks is 30 kg/m3. Wat is die wrywingskrag as die wrywingskoëffisiënt 0.4 is?

Gegee: ϱ = 30 kg / m3

mu = 0.4

v = I*b*h

v = 1*1*1 = 1m3

Gebruik die vergelyking fk = mu ϱ v ons kan nou die wrywingskrag vind.

fk = 0.4 * 30 * 1 = 12 N

Die wrywingskrag wat opgewek word as die boks die oppervlak vryf, het 'n wrywingskoëffisiënt van 0.4 is 12 Newton.

Algemene vrae

Wat is die wrywingskrag op die ballon gevul met heliumgas met 'n volume van 30 m3 aan die muur vasgemaak?

Die digtheid van 'n heliumgasgevulde ballon is 0.1785 kg/m3.

Die volume gas in ballon V=30 m3

Die wrywingskoëffisiënt mu = 0.4

fk = mu ϱ v

fk = 0.4 * 0.17 * 30 = 2.142 N

Die wrywingskrag op die oppervlak van die ballon is 2.142 N.

Wat is die wrywingskrag op die fietsbande met 'n gewig van 7.8 kg as die wrywingskoëffisiënt 0.8 is?

Gegee: w=7.8kg

mu = 0.8

Die normale krag as gevolg van gewig van die fiets is

N = mg

N = 7.8 * 9.8 = 76.44

Daarom is die wrywingskrag op die bande van die fiets

fk = mu N

fk = 0.8 * 76.44 = 61.152 N

Die wrywingskrag op bande is 61.152 N.

Wat kan die gevolge wees as daar geen wrywingskrag bestaan ​​nie?

Die wrywing krag is baie noodsaaklik om die momentum te behou van 'n voorwerp wat beweeg of die beweging weerstaan ​​of die voorwerp stabiel op 'n plek hou.

As daar geen wrywingskrag was nie, kon ons maklik wegglip terwyl ons stap, hardloop of enige aktiwiteit doen, en daar sou onbeheerde beweging in die natuur gesien gewees het.

Wat is die nadele van wrywingskrag?

Die wrywingskrag is baie belangrik om te verhoed dat ons gly, terselfdertyd is daar ook 'n paar nadele van wrywingskrag.

Die wrywingskrag genereer hitte-energie en straal die energie in die omgewing uit. Die voortdurende wrywing tussen oppervlaktes straal ook energie uit in die vorm van vuur as gevolg van die opwekking van ione.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings