Näited hõõrdejõududest: määratlus, valemid, päritolu, tüübid, eelised
Tere, Indoneesia õpilased, kohtuge uuesti guru Pendidikan.com-iga. Eelmistel kordadel oleme arutanud raskusastet ja sel korral arutame hõõrdumist täielikult. Seetõttu vaatame allpool toodud ülevaateid.
Hõõrdumise määratlus
Hõõrdumine on jõud, mis on suunatud objekti liikumise või objekti liikumiskalduvuse suuna vastu. Hõõrdumine toimub kahe objekti puudutamisel. Siin viidatud objektid ei pea olema tahked, vaid võivad olla ka vedeliku või gaasi kujul.
Newtoni esimese seaduse kohaselt toimib laual lebaval puupakul normaalne jõud gravitatsioonile vastupidises suunas. Kui objekti liikumissuund on horisontaalne, võrdub normaaljõu (N) suurus objekti kaaluga (w).
Loe ka: Füüsika jõu vormel
Kui puitplokk nööriga tõmmatakse, on vaja teatud jõudu. See on tingitud hõõrdejõust ploki pinna ja laua pinna vahel, mis on vastupidine ploki liikumissuunale.
Hõõrdejõu suurust mõjutavad eseme kaal ja kokkupuutuvate pindade karedus. Sileda pinna jaoks on hõõrdejõu mõju väga väike, võib isegi öelda, et seda pole üldse.
Hõõrdejõudu (Fg), mis tekib siis, kui objekt ei liigu, nimetatakse staatiliseks hõõrdejõuks (Fs). Kui objekti liikumise järel tekkivat hõõrdejõudu nimetatakse kineetiliseks hõõrdejõuks (Fk).
Puitploki tõmbamisel näitab vedrutasakaal järk-järgult üha suuremat arvu. See juhtub seetõttu, et staatilisel hõõrdejõul on arv, mis varieerub nullist teatud maksimaalse väärtuseni. Suurim arv saavutatakse vahetult enne puuklotsi liikumist. Seda arvu nimetatakse maksimaalseks staatiliseks hõõrdejõuks.
Pühkige jõu valemit
Staatilise hõõrdumise korral võrrand
Fs = s N
Teave:
Fs = staatiline hõõrdejõud
s = staatilise hõõrdetegur
N = normaalne jõud
Kineetilise hõõrdejõu korral on võrrand
Fk = k N
Teave:
Fk = kineetiline hõõrdejõud
k = kineetilise hõõrdetegur
N = normaalne jõud
k Fg = Fs või Fk
Kineetilise hõõrdeteguri suurus on konstantne
Loe ka: Elektromotoorsete jõudude mõistmine ja valemid koos probleemide täielike näidetega
Pühkimisstiili päritolu
Hõõrdumine on mikro-interaktsioonide kogunemine kahe üksteisega kokkupuutuva pinna vahel. Töötavad jõud hõlmavad elektrostaatilisi jõude igal pinnal. Varem arvati, et sile pind põhjustab hõõrdumist (või täpsemalt öeldes hõõrdetegurit) muutuvad vähem väärtuslikuks kui krobeline pind, kuid tänapäeval enam mitte seega. Mikroehitus (täpsemalt nano) objektide pinnal võib põhjustada hõõrdumise minimaalseks, isegi vedelik ei saa seda enam märjaks teha (lootosefekt).
Üldiselt võib hõõrdejõudu kirjutada jada laienemisena, s.t.
kus esimene mõiste on staatilise ja kineetilise hõõrdena tuntud hõõrdejõud, teine ja kolmas mõiste on aga vedelikus oleva objekti hõõrdejõud.
Hõõrdumise tüübid
Kahe sirgjoonel liikuva tahke objekti vahel on kahte tüüpi hõõrdumist, nimelt staatiline hõõrdumine ja jõud kineetiline hõõrdumine, mis eristatakse kahe fikseeritud või vahelduva pinna kokkupuutepunktides (nihe). Veeretavate objektide jaoks on olemas ka teist tüüpi hõõrdumine, mida nimetatakse veerevaks hõõrdumiseks. Objektide puhul, mis pöörlevad risti pinnaga või pöörlevad, on olemas ka pöörlemishõõrdejõud. Tahke ja vedeliku vahelist hõõrdejõudu tuntakse Coriolis-Stokesi jõu või viskoosse jõuna.
1. Staatiline pühkimisstiil
Staatiline hõõrdumine on kahe tahke objekti hõõrdumine, mis üksteise suhtes ei liigu. Näiteks võib staatiline hõõrdumine takistada objekti libisemist alla kaldpinna. Staatilise hõõrdeteguri tähistatakse üldjuhul s-ga ja see on tavaliselt suurem kui kineetilise hõõrdetegur.
Staatiline hõõrdumine tuleneb jõust, mida rakendatakse vahetult enne objekti liikumist. Maksimaalne hõõrdejõud kahe pinna vahel enne liikumise tekkimist on staatilise hõõrdeteguri korrutis korrutisega normaaljõud f = s Fn. Kui liikumist ei toimu, võib hõõrdejõu väärtus olla nullist hõõrdejõuni maksimaalselt. Igale jõule, mis on väiksem kui maksimaalne hõõrdejõud, mis üritab ühte objekti liigutada, saab vastu hõõrdejõud, mis on suuruselt võrdne, kuid vastupidine. Iga jõud, mis on suurem kui maksimaalne hõõrdejõud, põhjustab liikumise. Pärast liikumise toimumist ei saa staatilist hõõrdejõudu enam objekti kineetika kirjeldamiseks kasutada, seega kasutatakse kineetilist hõõrdumist.
Loe ka: Lorentzi jõu valemite mõistmine koos täielike näidetega
2. Kineetiline hõõrdumine
Kineetiline (või dünaamiline) hõõrdumine tekib siis, kui kaks objekti liiguvad üksteise suhtes ja hõõruvad üksteise vastu. Kineetilise hõõrdeteguri tähistatakse tavaliselt k-ga ja see on alati väiksem kui sama materjali staatiline hõõrdejõud.
Mis juhtub, kui kõnnime libedal põrandal? Miks on meil libedal põrandal kõndimine keeruline? See probleem on seotud hõõrdejõuga.
Hõõrdejõud ehk hõõrdejõud on jõud, mille põhjustavad kaks üksteisega kokkupuutuvat pinda. Libedad põrandad muudavad neil kõndimise raskeks, sest hõõrdumine jalgade ja põranda vahel on väga väike.
Hõõrdumise eelised igapäevaelus
Mõned hõõrdumise eelised, mida võime igapäevaelus kohata, on järgmised:
Aidake objektidel libisemata liikuda
Saame põrandal kõndida jalanõude ja põranda vahelise hõõrdumise tõttu, mis takistab kõndimisel libisemist. Lisaks muudetakse maantee asfaltkate veidi krobeliseks. Seda selleks, et auto sellel liikudes ei libiseks. Rehvide ja asfaldi vaheline hõõrdumine põhjustab auto libisemiseta liikumist.
Peatage liikuv objekt
Mis juhtuks, kui teie juhitud mootorrattal poleks pidureid? Pidurite tööpõhimõte on sõiduki hoidmine või peatamine. Et sõiduk saaks oma kiirust vähendada ja soovitud kohas isegi peatuda. Kui näiteks autojuht astub piduripedaalile. Nii et samal ajal hõõrdub pidurikate ratta vastu, et pidurdada või peatada ratta pöörlevat liikumist (pööret). Piduriklotside ja rataste vaheline hõõrdumine on eriti oluline sõiduohutuse tagamiseks.
Hõõrdumine mootorsõiduki rataste ja tee vahel.
Hõõrdumise korral saab auto kiirust kiirendada või aeglustada, nii et auto saab liikuda või peatuda.
Langevarju hõõrdumine õhuga, mis võib kukkumist aeglustada.
Suurendage ja vähendage hõõrdejõudu
Hõõrdejõudu saab vastavalt otstarbele suurendada või vähendada. Igapäevaelus kohtame erinevaid võimalusi hõõrdumise vähendamiseks või suurendamiseks, sealhulgas järgmised:
1. Kuidas vähendada hõõrdejõudu
- Pinna silumine, näiteks määrdeõli määrimine või pinna lihvimine.
- Kahe õhuga kokkupuutuva pinna eraldamine, näiteks laev, mille põhi on õhuga täidetud poi.
- Esemete panemine ratastele, et esemed saaksid kergemini liikuda.
- Kuullaagreid andes antakse telgedele kuullaagrid, nii et need ei kuluks kiiresti.
2. Kuidas suurendada hõõrdejõudu
- Kummi, naelte või naastude paigaldamine.
- Sooned tehakse näiteks sõiduki rataste ja jalatsialuste pinnale, soone tehakse ka hõõrdejõu suurendamiseks, nii et sõiduk ei libiseks kergelt.
Loe ka: Ujuvuse ja Archimedese printsiibi Prinsipi mõistmine
Hõõrdeprobleemi näide
50 kg massiga objekt asub horisontaaltasandil. Objektil on mõjuv jõud horisontaalselt 200 N. Mis on objekti kiirendus Kui
a. libe väli ;?
b. kare pind hõõrdeteguriga = 0,3 (g = 10 m / s2)?
Arutelu
On tuntud:
m = 50 kg
μ = 0,3
F = 200 N
g = 10 m / s2
Küsis:
a. objekti kiirendus, kui pind on sile =…?
b. objekti kiirendus, kui krobeline pind (μ = 0,3) =…?
Vastus:
a. libe väli
F = m a, siis a = F / m
= 200/50
= 4 m / s
Niisiis, kiirendus, kui pind on sile = 4 m / s2.
b. Kare tasapind (μ = 0,3)
N = w
= mg
= 50 x 10 = 500 N
Hõõrdumine = N
= 0,3 x 500
= 150 N
Ftotal = F - hõõrdumine
= 200 – 150
= 50 N
a = Ttotal / m
= 50/50
= 1 m / s
Niisiis,kiirendus, kui kare pind = 1 m / s2.
Bibliograafia :
- Abdullah, Mikrajuddin. 2007. Füüsika 2 A SMA ja MA jaoks. Bandung: Esis.
- Foster, Bob. 2000. Gümnaasiumi füüsikatund 1. Bandung: Erlangga.
- Halliday Resnick, Walker. 1991. Füüsika alused Esimene köide. Tangerang: Binapura Aksara.
- Kanginan, Marthen. 2007. Füüsika X keskkooli klassile. Cimahi: Erlangga.
- Ruwanto, Bambang. 2007. Füüsika põhimõtted. Yogyakarta: Yudhisthira.
- Supriyanto. 2007. Füüsika XI keskkooli klassile. Jakarta: Phibeta.
- Zamrozi jt. 2003. Füüsika õppetund. Yogyakarta: Yudhisthira.