힘 이해
* 중력 (mg) : 질량에서 똑바로 행동합니다.
* 정상 힘 (n) : 경사에 수직으로 작용하여 질량에 뒤로 밀립니다.
* 정적 마찰력 (FS) : 질량이 미끄러지는 경향에 반대하는 경사와 평행하게 행동합니다.
주요 개념
* 휴식 각도 : 질량이 단지 미끄러지기 시작하는 경사의 각도. 이 각도는 정적 마찰 계수와 직접 관련이 있습니다.
* 프리 바디 다이어그램 : 질량에 작용하는 모든 힘을 보여주는 다이어그램.
단계
1. 자유 바디 다이어그램을 그립니다 :
* 경사를 그립니다.
* 경사에 질량을 그립니다.
* 똑바로 행동하는 중력 (mg)의 힘을 그립니다.
* 중력을 두 가지 구성 요소로 해결하십시오.
* mg sin θ 경사 (아래쪽)와 평행하게 행동합니다.
* mg cos θ 경사에 수직으로 작용합니다 (표면에 정상).
* 경사 (위쪽)에 수직으로 작용하는 정상 힘 (n)을 그립니다.
* 정적 마찰력 (FS)의 힘을 그려 경사와 평행하게 작용하십시오 (위쪽으로 하향 힘에 반대).
2. 뉴턴의 제 2 법칙을 적용하십시오 :
* y 방향 (경사에 수직) :
* n -mg cos θ =0 (질량은이 방향으로 가속되지 않습니다)
* 따라서 n =mg cos θ입니다
* X 방향 (경사와 평행) :
* fs -mg sin θ =0 (질량이 바로 움직이려고하므로 가속이 0입니다)
* 따라서 fs =mg sin θ
3. 정적 마찰을 정상 힘과 관련시킨다 :
* 정적 마찰의 최대 힘은 fs (max) =μs * n에 의해 주어지며, 여기서 μs는 정적 마찰의 계수입니다.
4. μs에 대한 해결 :
* 질량이 미끄러지기 때문에 정적 마찰의 힘은 최대입니다 :FS =FS (max)
* 대체 fs =mg sin θ 및 n =mg cos θ를 방정식 fs (max) =μs * n :
* mg sin θ =μs * mg cos θ
* 질량 (mg)을 취소하고 μs를 해결하십시오.
* μs =sin θ / cos θ =tan θ
5. 계산 μs :
* 주어진 각도를 대체합니다 (θ =32도) :
* μS =황갈색 (32 °) ≈ 0.625
결론
질량이 32도 경사로 미끄러지는 것을 방지하는 데 필요한 정적 마찰의 최소 계수는 약 0.625입니다.
