Sisältö
Liikkeitä vastustavana voimana kitka vähentää aina kiihtyvyyttä. Kitka tapahtuu kohteen vuorovaikutuksen välillä pintaa vasten. Sen suuruus riippuu sekä pinnan että esineen ominaisuuksista ja siitä, liikkuu esine sitten vai ei. Kitka voi olla seurausta kahden kiinteän esineen välisestä vuorovaikutuksesta, mutta sen ei tarvitse olla. Ilmaveto on eräs kitkavoima, ja voisit jopa käsitellä vedessä tai veden kautta liikkuvan kiinteän kappaleen vuorovaikutusta kitkavuorovaikutuksena.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kitkavoima riippuu esineen massasta plus liukukitkakerroin esineen ja sen pinnan välillä, jolla se liukuu. Vähennä tämä voima käytetystä voimasta löytääksesi kohteen kiihtyvyyden. Kaava on kiihtyvyys (a) yhtä suuri kuin kitka (F) jaettuna massalla (m) tai a = F ÷ m Newtonin toisen lain mukaan.
Kuinka laskea kitkavoima
Voima on vektorimäärä, mikä tarkoittaa, että sinun on harkittava sen suuntaa. Kaksi päätyyppiä on kitkavoimat: staattinen voima (Fst) ja liukuva voima (Fsl). Vaikka ne toimivat vastakkaiseen suuntaan kuin mihin esine liikkuu, normaali voima (FN) tuottaa nämä voimat, jotka toimivat kohtisuorassa liikesuuntaan nähden. FN on yhtä suuri kuin esineen paino plus mahdolliset lisäpainot. Esimerkiksi, jos painat pöydällä olevaa puupalaa, lisäät normaalia voimaa, ja siten se lisää kitkavoimaa.
Sekä staattinen että liukuva kitka riippuvat liikkuvan rungon ominaisuuksista ja pinnasta, jota pitkin se liikkuu. Nämä ominaisuudet määritetään staattisissa kertoimissa (µst) ja liukuva (usl) kitka. Nämä kertoimet ovat ulottumattomia ja ne on taulukoitu monille yleisille esineille ja pinnoille. Kun olet löytänyt tilanteeseesi sopivan, lasket kitkavoimat seuraavien yhtälöiden avulla:
Fst = µst × FN
Fsl = µsl × FN
Kiihdytyksen laskeminen
Newtonin toisen lain mukaan kohteen (a) kiihtyvyys on verrannollinen siihen kohdistuvaan voimaan (F) ja suhteellisuuskerroin on esineiden massa (m). Toisin sanoen, F = ma. Jos olet kiinnostunut kiihtyvyydestä, järjestä yhtälö uudelleen lukemaan a = F ÷ m.
Voima on vektorimäärä, mikä tarkoittaa, että sinun on harkittava sen suuntaa. Kaksi päätyyppiä on kitkavoimat: staattinen voima (Fst) ja liukuva voima (Fsl). Vaikka ne toimivat vastakkaiseen suuntaan kuin mihin esine liikkuu, normaali voima (FN) tuottaa nämä voimat, jotka toimivat kohtisuorassa liikesuuntaan nähden. FN on yhtä suuri kuin esineen paino plus mahdolliset lisäpainot. Esimerkiksi, jos painat pöydällä olevaa puupalaa, lisäät normaalia voimaa, ja siten se lisää kitkavoimaa.
Kokonaisvoima (F) kitka-esineelle on yhtä suuri kuin käytetyn voiman (F) summasovellus) ja kitkavoima (FFR). Mutta koska kitkavoima vastustaa liikettä, sen negatiivinen eteenpäin suuntautuvaan voimaan nähden, joten F = Fsovellus - FFR. Kitkavoima on kitkakertoimen ja normaalin voiman, joka ilman ylimääräisiä alaspäin suuntautuvia voimia, on esineen paino. Paino (w) määritetään esineen massana (m) ja painopistevoimana (g): FN = w = mg.
Olet nyt valmis laskemaan massakohteen (m) kiihtyvyyden kohdistetun voiman F alaisenasovellus ja kitkavoima. Koska esine liikkuu, käytät liukukitkaiskerrointa saadaksesi tämän tuloksen:
a = (Fsovellus - µsl × mg) ÷ m