Sisu
- 1. samm: määrake hõõrdejõud
- 2. samm: määrake normaaljõud
- 3. samm: Üldise kontaktjõu suuruse määramiseks rakendage Pythagorase teoreemi
Jõudu kui füüsikalist mõistet kirjeldab Newtoni teine seadus, mis väidab, et kiirendus tekib siis, kui jõud mõjub massile. Matemaatiliselt tähendab see F = ma, ehkki on oluline arvestada, et kiirendus ja jõud on vektormõõtmed (st neil on kolmemõõtmelises ruumis nii suurus kui ka suund), samas kui mass on skalaarne suurus (st. ainult suurusjärk). Standardühikutes on jõul njuutonite ühikuid (N), massi mõõdetuna kilogrammides (kg) ja kiirendust mõõdetakse meetrites sekundis ruudus (m / s2).
Mõned jõud on kontaktivabad jõud, mis tähendab, et nad tegutsevad ilma, et neid kogevad objektid oleksid üksteisega otseses kontaktis. Nende jõudude hulka kuuluvad gravitatsioon, elektromagnetiline jõud ja tuumajõud. Kontaktjõud seevastu nõuavad, et objektid üksteist puudutaksid, olgu see siis hetkega (näiteks pall lööb ja seinalt põrkub) või pikema aja vältel (näiteks kui inimene veeretab rehvi mäest üles). .
Enamiku miinuste korral on liikuvale objektile mõjuv kontaktjõud normaal- ja hõõrdejõudude vektorite summa. Hõõrdejõud toimib täpselt liikumissuundadele vastupidiselt, samas kui normaalne jõud toimib selle suunaga risti, kui objekt liigub horisontaalselt gravitatsiooni suhtes.
1. samm: määrake hõõrdejõud
See jõud on võrdne hõõrdetegur μ objekti ja pinna vahel, korrutatuna eseme kaaluga, mis on selle mass korrutatuna raskusjõuga. Seega Ff = μmg. Μ väärtuse leidmiseks otsige seda veebidiagrammist, nagu näiteks Engineers Edge'is. Märge: Mõnikord peate kasutama kineetilise hõõrdetegurit ja muul ajal peate teadma staatilise hõõrdumise koefitsienti.
Oletame selle probleemi jaoks, et Ff = 5 njuutoni.
2. samm: määrake normaaljõud
See jõud, FN, on lihtsalt objektide mass, korrutatuna gravitatsioonist tuleneva kiirenduse ja liikumissuuna ning vertikaalse gravitatsioonivektori g vahelise nurga siinuse võrra, väärtusega 9,8 m / s2. Selle probleemi puhul eeldage, et objekt liigub horisontaalselt, seega on liikumissuuna ja raskusjõu vaheline nurk 90 kraadi, mille siinus on 1. Seega FN = mg käesoleval eesmärgil. (Kui objekt libistaks kaldtee alla horisontaaltasandil 30 kraadi, oleks normaaljõuks mg × sin (90 - 30) = mg × sin 60 = mg × 0,866.)
Selle probleemi jaoks eeldatakse, et selle mass on 10 kg. FN on seetõttu 10 kg × 9,8 m / s2 = 98 njuutoni.
3. samm: Üldise kontaktjõu suuruse määramiseks rakendage Pythagorase teoreemi
Kui pildistada tavalist jõudu FN toimides allapoole ja hõõrdejõud Ff horisontaalselt tegutsedes on vektori summa hüpotenuus, moodustades täisjõulise kolmnurga, mis ühendab neid jõuvektoreid. Selle suurusjärk on seega:
(FN2 + Ff2)(1/2) ,
mis selle probleemi jaoks on
(152 + 982) (1/2)
= (225 + 9,604)(1/2)
= 99,14 N.