힘 이해
* 중력 : 상자는 중력 (중량)으로 인해 하향 힘을 경험하며 다음과 같이 계산됩니다.
* 중량 (w) =질량 (m) * 중력으로 인한 가속도 (g) =2.0 kg * 9.8 m/s² =19.6 n
* 정상 힘 : 벽은 벽에 수직 인 상자에 상승력 을가합니다. 상자가 일정한 속도로 미끄러지기 때문에,이 힘은 벽에 수직 인 무게의 성분과 크기가 동일합니다.
* 마찰 : 벽은 또한 상자의 움직임에 반대하는 마찰력을 발휘하여 벽과 평행하게 작용합니다.
* 적용된 힘 : 45도 각도로 힘을 적용하고 있습니다. 이 힘에는 두 가지 구성 요소가 있습니다.
* 수평 구성 요소 : 이 구성 요소는 마찰력에 반대하는 데 도움이됩니다.
* 수직 구성 요소 : 이 구성 요소는 벽에서 정상적인 힘을 줄이는 데 도움이됩니다.
방정식 설정
상자가 일정한 속도로 움직이기 때문에 그 순 힘은 0입니다. 이것은 수평 및 수직 방향의 힘이 균형을 유지해야 함을 의미합니다.
수평력 :
* 응용력 (수평) =마찰력
* f_applied * cos (45 °) =μ * 정상 힘 (여기서 μ는 마찰 계수)
수직력 :
* 정상 힘 =중량 - 적용된 힘 (수직)
* 정상 힘 =19.6 n -f_applied * sin (45 °)
적용된 힘을위한 해결
1. 수직 방정식에서 수평 방정식으로 정상적인 힘에 대한 표현을 대체합니다.
* f_applied * cos (45 °) =μ * (19.6 n -f_applied * sin (45 °))
2. f_applied를 해결하십시오 :
* f_applied * cos (45 °) + μ * f_applied * sin (45 °) =19.6 n * μ
* f_applied * (cos (45 °) + μ * sin (45 °)) =19.6 n * μ
* f_applied =(19.6 n * μ) / (cos (45 °) + μ * sin (45 °))
중요한 참고 : 적용되는 정확한 힘을 계산하려면 나무 상자와 벽 사이의 마찰 계수 (μ)를 알아야합니다.
예 :
0.3의 마찰 계수 (μ)를 가정 해 봅시다.
* f_applied =(19.6 n * 0.3) / (cos (45 °) + 0.3 * sin (45 °))
* f_applied ≈ 5.88 n
따라서 대략 5.88 n 를 적용해야합니다 0.3의 마찰 계수를 가정하여 상자를 일정한 속도로 유지하기 위해 45도 각도로 힘의 힘.
