Формула ускорения через коэффициент трения

Формула ускорения через коэффициент трения

Приводим 2 варианта нахождения коэффициента трения — зная силу трения и массу тела или зная угол наклона. Для обоих вариантов вы найдете удобные калькуляторы и формулы для расчета.

Следует помнить, что коэффициент трения (μ) величина безразмерная, то есть не имеет единицы измерения.

Коэффициент трения зависит от качества обработки трущихся поверхностей, скорости движения тел относительно друг друга и материала соприкасающихся поверхностей. В большинстве случаев коэффициент трения находится в пределах от 0,1 до 0,5 (см. таблицу).

Через силу трения и массу

Формула для нахождения коэффициента трения по силе трения и массе тела:

<mu= dfrac<тр>>> , где μ — коэффициент трения, Fтр — сила трения, m — масса тела, g — ускорение свободного падения.

Через угол наклона

Формула для нахождения коэффициента трения по углу наклона поверхности:

<mu = tg(alpha)>, где μ — коэффициент трения, α — угол наклона поверхности скольжения.

В статье вы узнаете что такое сила трения, формулы для силы трения. Что такое трение скольжения, и когда оно появляется. Также коэффициент трения скольжения с примером и его решением.

Сила трения — это сила, появляющаяся при соприкосновении объектов и мешающая их движению относительно плоскости.

Сила трения представляет собой пассивную силу, то есть возникает, когда силы, параллельные земле, начинают действовать на соприкасающиеся тела. Рассмотрим случай, когда мы перемещаем гардероб (рис. 1) Q — масса тела, равна давлению (N), поскольку тело находится на плоской поверхности, Fr — сила реакции опоры.

Рис.1 Рис. 2 наклонный сегмент — статическое трение, сегмент параллельный оси F — динамическое трение

Чтобы человек сдвинул комод, ему нужно оказывать воздействие на него с такой силой F, которая будет выше силы трения T. Это связано с тем, что в тот момент, когда человек прикладывал силу F, возникала сила трения T, равная силе F, но всегда направленная на ее возврат F = T. Предположим, что человек увеличивает силу F, прилагаемой к шкафу (но так, чтобы шкаф все еще оставался в покое), тогда сила трения также увеличивается, и равенство F = T все равно будет выполнено. Сила трения, которая влияет на неподвижное тело, называется статическим трением или трением покоя. Теперь давайте посмотрим на тот момент, когда мужчина набрал такую силу, что тело начало двигаться. Статическая сила трения теперь достигла максимального значения и появилась новая сила — динамическое трение или трение скольжения, к которому мы вернемся позже. График (рис. 2) показывает, как значение силы трения Т изменяется в зависимости от приложенной силы F.

Читайте также:  Ограничение заказов на алиэкспресс

Статическая сила трения зависит от типа подложки (или фактически типа контактирующих поверхностей) и силы давления (на ровной поверхности она равна весу, N = Q, или наклон другой). Формула для максимального статического трения, то есть значение силы трения, после которой тело начнет двигаться, имеет вид: Tmax = f*N, где f — коэффициент статического трения.

Когда сила F превышает значение Tmax, движению тела всегда противодействует меньшее трение, имеющее постоянное значение, независимо от скорости тела — трение скольжения (динамическое трение). Формула, выражающая ее значение, аналогична формуле статического трения: T = f*N, но f— это коэффициент динамического трения, обычно меньше коэффициента статического трения.

Мы понимаем, что видео куда проще воспринимать, поэтому мы оставим видео ниже на тему: «Сила трения и трение скольжения«

Трение скольжения

Рассмотрим, какие силы сопровождают тело, расположенное на наклонной плоскости, с высотой h, длиной равной l, длиной основания x и углом наклона a(альфа), когда тело начинает скользить вниз и почему?

Тело, расположенное на наклонной плоскости, действует с силой тяжести Q, вектор которой направлен перпендикулярно земле. Разобьем вектор силы Q на составляющие:
— сила давления N, всегда направленная перпендикулярно поверхности равновесия
— сила, вызывающая скольжение тела Fs, вектор которого параллелен поверхности наклона.

Кроме того, все еще существуют силы FR — сила реакции опоры, которая уравновешивает силу давления N и силу трения, Fs равна ей, если тело не соскальзывает равномерно.

Угол, который создает силу давления N и вес Q, всегда совпадает с углом наклона (потому что треугольник x, h, l подобен треугольнику N, Fs, Q, поэтому, имея вес и наклон угла наклона, можно рассчитать каждую силу. И так:
sin a = Fs / Q, или Fs = Q*sin a
cos a = N / Q, или N = Q*cos a

Кроме того, пропорции верны:
N / Q = x / l, из теоремы Пифагора:

Читайте также:  Как определить диаметр динамика

У нас есть еще одна сила — сила трения. Если тело находится в состоянии покоя, сила трения равна силе скольжения. Благодаря этому мы можем рассчитать коэффициенты статического трения, используя равенства. Для этого разместите тело как можно более равномерно с наибольшим углом наклона, но чтобы тело не могло двигаться! Если Fs = Тмаксмакс максимальное значение статического трения), мы также знаем , что:
Tмакс = F, то:
Fs = F , и таким образом мы получаем
F = Fs / N

Из полученных шаблонов получаем:
f= (Q*sin a) / (Q*cos a), которая после преобразования дает:
f = tg a

Коэффициент трения

Оказывается, что в типичных ситуациях отношение трения скольжения к давлению предмета на плоскость является постоянным. Его значение называется коэффициентом трения.

f — коэффициент трения (величина)
T
— сила трения скольжения (В системе СИ в ньютонах)
N
— сила давления (В системе СИ в ньютонах)

Мы имеем дело со случаем статического трения, когда мы начинаем перемещать (удаляться от) контактирующие поверхности различных тел. Напротив, динамическое трение происходит уже во время движения. Поскольку перемещать тело с места обычно труднее, чем поддерживать его скорость позже, в большинстве случаев статическое трение больше, чем динамическое.

Разница между коэффициентом статического трения и динамическим коэффициентом может быть различной — она ​​очень велика в случае заносов на замороженных санях и мала для гладких и твердых поверхностей. Формула для значения коэффициента трения одинакова для обоих типов.

Пример расчета коэффициента трения скольжения

Человек двигается с постоянной скоростью и тащит мешок весом 50кг, с приложенной силой в 100Н. Каков коэффициент трения в этом случае?

Решение:
Конечно, мы имеем дело с динамическим трением, потому что говорится о том, чтобы «тянуть» сумку, а не перемещать ее.

Читайте также:  Как увеличить раздачу вай фай

Для расчета коэффициента трения необходимо ввести оба значения с правой стороны в формулу:

Содержание задания прямо указывает на то, что
Т = 100 Н

Теперь знаменатель — акцент. Давление на блок исходит от земли и направлено вверх (пол держит его). Давление против силы действующего блока, потому что он должен уравновесить эту силу. Поэтому значения давления и силы тяжести одинаковы. Если значение силы давления определяется N, а значение силы трения P, то мы можем написать:

N = P = m*g

В основном данные (приблизительное значение g составляет 10 м / с 2 ):

В нашем случае коэффициент динамического трения равен 0,2

Каков тормозной путь автомобиля, движущегося со скоростью 72 км/ч, если коэффициент трения равен 0,2?

Задача взята из школьной контрольной 🙂 Причём из троечного уровня. По идее она должна быть элементарной, но я ума не приложу, как её решать. Надо сказать, что в физике я не силён. Видимо что-то упустил при изучении темы. Надеюсь на вашу помощь.

  • версия для печати
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Комментарии

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Спасибо за полезные советы. Вот что у меня получилось:

В данном случае на тело по оси Х действует только сила трения, тогда по 2-му закону Ньютона: a = F/m = μmg/m = μg = 0,2 * 10 м/с 2 = 2 м/с 2 .
(т. к. сила трения = μN, а N = mg).
V = 72 км/ч = 20 м/с.
a = V/t
t = v/a = 20 (м/с) / 2 (м/с 2 ) = 10 с.
S = at 2 /2 = 2*100/2 = 100 м.

Я не уверен в правильности этого решения, но всё же. Как говорится, попытка не пытка.

Ссылка на основную публикацию
Формат записи видео mov
MOV против MP4 Существует много форматов файлов, которые можно использовать для хранения ваших видео в зависимости от ваших потребностей. MOV...
Усилитель pioneer a 405r
Вероятно, госпожа Симметрия владела умами дизайнеров Pioneer, когда они разрабатывали внешний вид этой серии усилителей. Но, расположив в центре регулятор...
Усилитель амфитон у 002 характеристики
усилитель Амфитон -002 . Доработан по статье Жуковского '' Оверклоккинг Амфитона . '' и по рекомендациям Вова мастер звук. T.е....
Формат ммгг как писать
Сбербанк Онлайн позволяет проводить различные платежи прямо из дома с любого устройства, имеющего доступ в Интернет. Это существенно экономит время...
Adblock detector