Werk deur wrywing gedoen: Uitputtende insigte en feite


Werk wat deur wrywing gedoen word, behels die bewegende liggaam se verplasing teenoor die rigting van wrywingskrag.

Die toegepaste krag op die liggaam maak die verplasing in sy rigting. Newton se derde bewegingswet gebruik 'n wrywingskrag teen die liggaam se beweging as 'n reaksiekrag. Dus, die liggaam se verplasing teenoor die wrywingskrag is genoem die werk wat deur wrywing verrig word.

Die wrywingskrag is die opponerende kontakkrag wat deur die oppervlak uitgeoefen word om die beweging teë te werk wanneer twee liggame op mekaar gly. Dit is 'n nie-konserwatiewe krag wat bied die werk verrig deur 'n krag gebaseer op die pad waarlangs die krag inwerk. Afhangende van die gekose pad, kan ons die verskillende werk vind wat deur wrywing gedoen word.

Gestel jy stoot die tafel oor die vertrek om sy posisionering te verander. Die onderste oppervlak weerstaan ​​eers die tafel met 'n wrywingskrag aangesien dit presies ons toegepaste drukkrag teenwerk. Wanneer ons meer drukkrag gebruik wat die wrywingskrag oorkom, begin die tafel beweeg. Die maksimum krag waarteen die liggaam begin beweeg en dan tot stilstand kom, word bepaal deur – die statiese en kinetiese wrywingskoëffisiënte van die liggaam, onderskeidelik.

Wanneer twee liggame in rus is, word wrywing tussen hul oppervlaktes ' genoemstatiese wrywing'. Terwyl twee liggame relatief beweeg, wrywing tussen hul oppervlaktes 'kinetiese wrywing', ook genoem "gly wrywing'. Volgens definisie is die verplasing as gevolg van statiese wrywing nul. Daarom is die werk word slegs deur glywrywing gedoen.

Werk gedoen deur wrywing
Werk gedoen deur wrywing
Werk gedoen deur wrywing te gly
Werk gedoen deur wrywing op tafel te skuif
(Krediet: Shutter)

Lees meer oor die Glywrywing.

Die werk wat gedoen word hang af van die tipe energie-omsetting van die liggame wanneer 'n krag toegepas word. Dit beteken, wanneer ons krag op die liggaam toepas in rus, vind die omskakeling van potensiaal na kinetiese energie plaas - wat versnel die liggaam om in die rigting van toegepaste krag te beweeg. Net so, wanneer die oppervlak glywrywing op die bewegende liggaam uitoefen, word sy kinetiese energie weer in potensiële energie omgeskakel, wat sy beweging versnel.

Die wrywing omskep sy werk in hitte-energie soos ons 'n bietjie hitte op die oppervlak voel wanneer liggame gly. Wanneer die bewegende liggaam op die horisontale oppervlak tot stilstand kom, word sy kinetiese energie nul. Dit beteken die wrywing op die liggaam verdryf sy kinetiese energie, wat geskat word as die hoeveelheid werk wat deur wrywing verrig word.

Lees meer oor die Werk gedoen en sy eenhede.

Hoe om werk gedoen deur wrywing te bereken?

Ons kan die werk wat deur wrywing verrig word bepaal deur die gedetailleerde ontleding van die wrywingskrag.

Om die werk gedoen te bereken, moet ons eers die nie-konserwatiewe krag vanaf die oppervlak, die totale padlengte op die oppervlak of verplasing, en, meer belangrik, die hoek tussen wrywingskrag en verplasing bepaal. 

Dit is van kardinale belang om die krag te identifiseer, of dit nou 'n konserwatiewe of nie-konserwatiewe is. Dit is hoe ons sal verstaan ​​dat die krag die liggaam s'n sal verander totale meganiese energie (kineties + potensiaal) wanneer dit enige werk doen. Aangesien wrywingskrag teenoor die bewegende liggaam optree, is dit 'n nie-konserwatiewe krag wat die totale meganiese energie verander, kineties tot potensiële energie omskakeling om die beweging te weerstaan.

Energie-omsettings as gevolg van wrywing
Omsettings van energie as gevolg van wrywing (Krediet: Shutter)

Wanneer 'n netto krag op die liggaam inwerk, verander dit die kinetiese energie. 

Werk-Energiestelling Wat sê: die werk verrig op die liggaam deur 'n netto krag is gelyk aan die verskil tussen hul kinetiese energie. 

 [latex]W_{net} = \Delta E_{k} = E_{kf} – E_{ki}[/latex]

As die liggaam energie gekry het, is sy werk gedoen positiewe. As die liggaam energie verloor, is sy werk gedoen negatiewe

Die wrywingskrag is die enigste netto krag wat op 'n horisontale oppervlak inwerk is gelyk aan die kinetiese koëffisiënt wrywing μk en normaalkrag N. 

AANGESIEN die normaalkrag loodreg op die horisontale oppervlak is mgcosθ.

Daarom is die wrywingskrag,  

FFric = μkmg …………. (*)

Werk gedoen deur Friction Formula

Die arbeid verrig deur wrywingsformule word verkry deur netto kragte en ook 'n werk-energiestelling te gebruik.

Die normaalkrag en gravitasiekrag, wat loodreg optree, kanselleer mekaar aangesien hulle teenoorgesteld is. Daarom is die horisontale wrywingskrag FFric is die enigste netto krag wat op die liggaam inwerk om werk gedoen te kry. 

Berekening van werk gedoen deur wrywing
Hoe om werk gedoen deur wrywing te bereken?

Kom ons bereken die netto werk verrig deur wrywingskrag op bewegende boks met a verplasing d langs 'n horisontaal pad.

WFric =Fgratis dcosθ

Deur vergelyking van wrywingskrag (*) te vervang, kry ons

WFric = μkmg.dcosθ

Aangesien daar glywrywing is, is die hoek tussen verplasing en glywrywing 180°; wat cosθ = cos180° = -1 gee.

WFric = – μkmg.d

Bogenoemde is die vergelyking van werk gedoen deur wrywing.

Lees meer oor Wrywinglose oppervlakversnelling.

Is werk wat deur wrywing gedoen word altyd negatief?

Die werk wat deur wrywing gedoen word, is tipies negatief as gevolg van die 180° hoek tussen wrywing en verplasing.

Wanneer ons krag langs die growwe oppervlak toepas, word die wrywing in die teenoorgestelde rigting as toegepaste krag aangewend. Gevolglik word die hoek tussen wrywing en verplasing 180° wat die kinetiese energie verminder; en gee negatiewe werk verrig deur wrywingskrag. 

Lees meer oor Potensiaal tot kinetiese energie-omskakeling.

Werk gedoen deur wrywing in suiwer rol

Die werk wat deur wrywing sonder gly verrig word, is nul in suiwer rol.

Wanneer 'n liggaam met 'n ander liggaam aan die rol is, werk die statiese krag loodreg op die horisontale oppervlak. Die rollende liggaam ondergaan nie die energie-omskakeling nie, aangesien die statiese krag nie sy verplasing kan maak nie. Statiese wrywing in suiwer rol doen dus geen werk nie.  

Suiwer rolwerk gedoen
Werk gedoen deur wrywing in suiwer rol

Die wrywingskrag is selfaanpasbaar. Dit behou sy rigting volgens die rigting van toegepaste krag om die beweging te weerstaan. In suiwer rol kom die onderste deel van die liggaam vir 'n kort tyd in aanraking met die grond, wat die liggaam loodreg op die rigting van wrywingskrag verhef. dit wil sê statiese wrywing.

Suiwer rol beteken minder vertaling en meer rollende. Die statiese wrywing doen negatiewe werk gedoen in translasiebeweging - wat versnelde translasie, en ewe positiewe werk gedoen in rotasiebeweging - wat beteken dat die rotasie versnel word. Dit is hoekom die netto werk verrig deur statiese wrywing nul is in suiwer rol. Daarom, om enige werk te doen, moet die liggaam rol met gly.

Lees meer oor Rollende wrywing.

Werk wat deur wrywing gedoen word, is positief of negatief?

Die werk wat deur wrywing gedoen word, is slegs positief, negatief afhangende van die keuse van die verwysingsraamwerk.

Aangesien die toegepaste krag en die liggaam se verplasing in dieselfde rigting is; dit verhoog sy energie. Die werk wat gedoen is is dus positief. Maar die kinetiese wrywing en die liggaam se verplasing is in die teenoorgestelde rigting; dit verminder sy energie. Die werk wat gedoen word is dus negatief. 

Werk wat deur wrywing gedoen word, is positief of negatief?
Werk wat deur wrywing gedoen word, is positief of negatief?

As die liggaam gly, sal die wrywingskrag wat op die liggaam inwerk glywrywing wees, en die hoek tussen kinetiese wrywing en verplasing is 180° wat aanleiding gee tot negatiewe werk wat verrig word.

Die werk wat deur wrywing gedoen word, kan positief voorkom as ons 'n verwysingsraamwerk verander aangesien kinetiese wrywing in die rigting van die liggaam se beweging kan voorkom. Kom ons sê 'n swaar boks word op 'n mat gesit, en dit word skielik gepluk. Selfs die boks gly agter, maar beweeg relatief vorentoe met 'n verwysingsraamwerk. In so 'n geval is die werk wat deur wrywing gedoen word, positief. 

Lees meer oor Relatiewe beweging.

Hoe om werk te vind deur wrywing sonder koëffisiënt?

Die werk verrig deur wrywing sonder koëffisiënt word verkry deur 'n skuinsvlak eksperiment uit te voer. 

Kom ons stel eers 'n skuins oprit op en pas sy skuins hoek aan. Hoe meer die skuins hoek is, hoe meer toegepasde krag druk die voorwerp op die oprit af. Wanneer ons die toegepaste krag as wrywingskrag verhoog, kan ons die maksimum wrywingskrag vind en die voorwerp se verplasing en die werk verrig deur wrywing meet sonder om die koëffisiënt daarvan te ken. 

Ons kan 'n skuins oprit maak deur 'n reeks boeke en houtlaag te gebruik. Ons stel dan sy skuins hoek deur 'n reeks boeke te stapel om na sy maksimum hoogte te verander. Kom ons plaas die speelgoedmotor skuins op die skuins oprit en gee 'n effense druk. Teen ons drukkrag verhinder die wrywingskrag van die opritoppervlak dat die motor teen die oprit afgly.

Maar as ons die druk verhoog, slaag die motor die wrywingskrag om van die oprit af te gly. Ons kan die werk verrig deur wrywing sonder koëffisiënt bereken deur die netto kragte op die boks en sy verplasing te meet. 

Lees meer oor 'n Skuinsvlak.


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