Sådan beregnes acceleration med friktion

Som en kraft, der modsætter bevægelse, reducerer friktionen altid acceleration. Friktion opstår mellem samspillet mellem et objekt og en overflade. Dens størrelse afhænger af egenskaberne af både overfladen og objektet, og om objektet bevæger sig eller ej. Friktion kan være resultatet af en interaktion mellem to faste objekter, men det behøver ikke at være. Lufttræ er en slags friktionskraft, og du kan endda behandle interaktionen mellem en solid krop, der bevæger sig på eller gennem vand som en friktionsinteraktion.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Friktionskraften afhænger af massen af ​​et objekt plus koefficienten for glidfriktion mellem objektet og overfladen, på hvilken det glider. Træk denne kraft fra den påførte kraft for at finde accelerationen af ​​objektet. Formlen er acceleration (a) er lig med friktion (F) divideret med dens masse (m) eller a = F ÷ m som pr Newtons anden lov.

Sådan beregnes friktionskraft

Force er en vektor mængde, hvilket betyder at du skal overveje den retning, hvor den virker. Der findes to hovedtyper af friktionskræfter: den statiske kraft (F _{st) og glidekraften (F sl). Selvom de virker i retningen modsat den, i hvilken en genstand bevæger sig, producerer den normale kraft (F N) disse kræfter, som virker vinkelret på bevægelsesretningen. F N er lig med objektets vægt plus eventuelle yderligere vægte. For eksempel, hvis du trykker ned på en blok af træ på et bord, øger du den normale kraft, og dermed øges friktionskraften.}

Både statisk og glidende friktion afhænger af bevægelseslegemets egenskaber og overfladen langs hvilken den bevæger sig. Disse egenskaber kvantificeres i koefficienterne for statisk (μ _{st) og glidende (μ sl) friktion. Disse koefficienter er dimensionelle og er blevet tabuleret for mange fælles genstande og overflader. Når du har fundet den, der gælder i din situation, beregner du friktionskræfterne ved hjælp af disse ligninger:}

F _{st = μ st × F N}

F _{sl = μ sl × F N}

Beregning af acceleration

Newtons anden lov siger, at accelerationen af ​​et objekt (a) er proportional med kraften (F ) anvendt på det, og proportionalitetsfaktoren er objektets masse (m). Med andre ord, F = ma. Hvis du er interesseret i acceleration, skal du omregne ligningen for at læse a = F ÷ m.

Force er en vektormængde, hvilket betyder at du skal overveje den retning, den virker i. Der findes to hovedtyper af friktionskræfter: den statiske kraft (F _{st) og glidekraften (F sl). Selvom de virker i retningen modsat den, i hvilken en genstand bevæger sig, producerer den normale kraft (F N) disse kræfter, som virker vinkelret på bevægelsesretningen. F N er lig med objektets vægt plus eventuelle yderligere vægte. Hvis du for eksempel trykker ned på en blok af træ på et bord, øger du den normale kraft, og dermed øges friktionskraften.}

Den samlede kraft (F) på et objekt, der er genstand for friktion, er lige til summen af ​​den anvendte kraft (F _{app) og friktionskraften (F fr). Men da friktionskraften modsætter sig bevægelse, er den negativ i forhold til fremadgående kraft, så F = F app - F fr. Friktionskraften er produktet af friktionskoefficienten og den normale kraft, som i mangel af ekstra nedadgående kræfter
er vægten af ​​objektet. Vægt (w) er defineret som en masse (m) af en genstand gange tyngdekraften (g): F N = w = mg.}

Du er nu klar til at beregne accelerationen af et objekt af masse (m) underlagt en pålagt kraft F _{app og en friktionskraft. Da objektet bevæger sig, benytter du glidfriktionskoefficienten for at få dette resultat:}

a = (F _{app - μ sl × mg) ÷ m}