힘 이해
* 중력 (중량) : 중력의 힘은 물체에서 똑바로 작용합니다. 두 가지 구성 요소가 있습니다.
* 정상 힘 (n) : 경사에 수직 인 중력의 성분. 이 힘은 물체가 경사로 가라 앉지 못하게합니다.
* 경사와 평행 한 중력의 힘 (mg sin θ) : 경사와 평행 한 중력의 구성 요소, 이는 물체를 경사를 아래로 당기는 경향이있는 힘입니다.
* 마찰 (f) : 경사를 따라 물체의 움직임 (또는 잠재적 움직임)에 반대하는 힘. 그것은 중력의 평행 성분의 방향과 반대되는 경사와 평행하게 작용합니다.
* 정적 마찰 : 물체가 휴식 중이면 움직이는 것을 방지합니다.
* 동역학 마찰 : 물체가 움직이면 대상에 작용합니다.
세력 찾기
1. 자유 바디 다이어그램을 그립니다 : 자유 바디 다이어그램은 힘을 시각화하는 데 도움이됩니다. 경사에 물체를 그리운 다음 다음을 나타내는 화살표를 그립니다.
* 무게 (mg) : 물체의 중앙에서 바로 아래로 내려갑니다.
* 정상 힘 (n) : 경사에 수직으로 표면에서 멀리 떨어져 있습니다.
* 경사와 평행 한 중력의 힘 (mg sin θ) : 경사와 평행 한 경사면을 가리 킵니다.
* 마찰 (f) : 경사와 평행 한 경사면을 가리키십시오 (물체가 아래로 이동하는 경우 또는 휴식 중이거나 위로 올라가는 경우).
2. 성분으로 중력을 해결 :
* 정상 힘 (n) : n =mg cos θ, 여기서 θ는 경사의 각도이다.
* 경사와 평행 한 중력의 힘 (mg sin θ) : mg sin θ
3. 마찰력을 결정하십시오 :
* 정적 마찰 :
* 최대 정적 마찰 : f_s, max =μ_s * n, 여기서 μ_s는 정적 마찰의 계수입니다. 이것은 물체가 움직이기 전에 최대 힘 정적 마찰이 가해지는 것입니다.
* 실제 정적 마찰 : 정적 마찰의 실제 힘은 물체가 휴식을 취하는 경우 경사 (mg sin θ)를 아래로 당기는 힘과 동일합니다.
* 동역학 마찰 : F_K =μ_K * N, 여기서 μ_K는 운동 마찰 계수입니다.
예
질량이 10kg의 블록이 30 ° 경사에 있다고 가정 해 봅시다. 마찰 계수는 μ_S =0.4 및 μ_K =0.2입니다.
* 정상 힘 : n =mg cos θ =(10 kg) (9.8 m/s²) cos 30 ° ≈ 84.9 n
* 경사와 평행 한 중력의 힘 : mg sin θ =(10 kg) (9.8 m/s²) sin 30 ° ≈ 49 n
시나리오 1 :휴식의 블록
* 최대 정적 마찰 : f_s, max =μ_s * n =(0.4) (84.9 n) ≈ 33.9 n
* 최대 정적 마찰 (33.9 N)은 블록을 아래로 당기는 힘 (49N)보다 크기 때문에 블록은 휴식에 남아 있습니다. 실제 정적 마찰력은 49 n. 입니다
시나리오 2 :아래로 이동하는 블록
* 동역학 마찰 : f_k =μ_k * n =(0.2) (84.9 n) ≈ 17 n
키 포인트
* 각도는 중요합니다 : 계산에서 올바른 각도 (θ)를 사용하고 있는지 확인하십시오.
* 마찰은 표면에 따라 다릅니다. 마찰 계수 (μ_S 및 μ_K)는 접촉중인 재료에 의존합니다.
* 방향이 중요합니다 : 물체의 운동 (또는 잠재적 운동)과 관련하여 항상 힘의 방향을 고려하십시오.
