Sådan beregnes Contact Force

Force, som et fysikbegreb, er beskrevet af Newtons anden lov, der siger, at acceleration resulterer, når en styrke virker på en masse. Matematisk betyder dette F \u003d ma, skønt det er vigtigt at bemærke, at acceleration og kraft er vektormængder (dvs. de har både en størrelse og en retning i tredimensionelt rum), mens massen er en skalær mængde (dvs. den har en kun størrelse). I standardenheder har styrke enheder af Newton (N), masse i målt i kilogram (kg), og acceleration måles i meter pr. Sekund kvadrat (m /s ^2).

Nogle kræfter er ikke-kontakt kræfter, hvilket betyder, at de handler uden, at objekterne oplever dem er i direkte kontakt med hinanden. Disse kræfter inkluderer tyngdekraft, den elektromagnetiske kraft og internukleære kræfter. Kontaktstyrker kræver på den anden side genstande for at røre ved hinanden, det være sig i et øjeblik (som f.eks. En bold, der slår og springer fra en væg) eller over en længere periode (f.eks. En person, der ruller et dæk op ad en bakke) .

I de fleste sammenhænge er kontaktkraften, der udøves på et bevægeligt objekt, vektorsummen af normale og friktionskræfter. Friktionskraften virker nøjagtigt modsat bevægelsesretningerne, mens den normale kraft virker vinkelret på denne retning, hvis objektet bevæger sig horisontalt med hensyn til tyngdekraften.
Trin 1: Bestem friktionskraften -

Denne kraft er svarende til friktionskoefficienten og μ mellem objektet og overfladen ganget med objektets vægt, hvilket er dens masse ganget med tyngdekraften. Find værdien af μ ved at slå den op i et onlinekort som det på Engineer's Edge. Bemærk: Nogle gange bliver du nødt til at bruge kinetisk friktionskoefficient, og andre gange bliver du nødt til at kende statisk friktionskoefficient.

Antag for dette problem, at F _{f \u003d 5 Newton.
Trin 2: Bestem den normale kraft}

Denne kraft, F _{N, er simpelthen objektets masse gange accelerationen på grund af tyngdekraften gange sinus i vinklen mellem bevægelsesretningen og den lodrette tyngdekraftvektor g, som har en værdi på 9,8 m /s ^{2. For dette problem skal du antage, at objektet bevæger sig vandret, så vinklen mellem bevægelsesretningen og tyngdekraften er 90 grader, som har en sinus på 1. Altså F N \u003d mg til de nuværende formål. (Hvis objektet glider ned ad en rampe, der er orienteret 30 grader mod vandret, ville den normale kraft være mg × sin (90 - 30) \u003d mg × sin 60 \u003d mg × 0,866.)}}

Til dette problem , antag en masse på 10 kg. F _{N er derfor 10 kg × 9,8 m /s ^{2 \u003d 98 Newton.
Trin 3: Anvend det Pythagoriske teorem for at bestemme størrelsen af den samlede kontaktstyrke.}}

Hvis du ser billede den normale kraft F _{N virker nedad og friktionskraften F f virker horisontalt, vektorsummen er hypotenusen, der afslutter en højre trekant, der forbinder disse kraftvektorer. Dets størrelse er således:}

(F _{N ^{2 + F f 2) (1/2),}}

hvilket for dette problemet er

(15 ^{2 + 98 2) (1/2)}

\u003d (225 + 9,604) ^(1/2)

\u003d 99,14 N.