√ 粒子力学の定義、力の種類、質量関係

August 23, 2023
にリンクポリシーコンタクト

click fraud protection

粒子力学の定義、力の種類、および質量関係 – この議論では、粒子のダイナミクスについて説明します。これには、粒子力学、粒子力学の種類、および粒子力学の質量関係の理解が含まれており、これらについては詳細かつ簡単に説明します。詳細については、以下のレビューを注意深く参照してください。

粒子力学の定義、力の種類、および質量関係

まず粒子力学の概念について慎重に議論しましょう。

粒子のダイナミクスを理解する

粒子力学は、もともと静止していた粒子を移動させる力、または粒子の動きを加速または減速させる力について議論する科学です。

粒子ダイナミクスの種類

粒子ダイナミクスの種類は次のとおりです。

スタイル

物体を押したり引いたりすると、その物体に力がかかると言えます。しかし、力は無生物によっても発揮されることがあります。伸びたバネ上のバネは、接続されているオブジェクトに力を及ぼします。そうしないと、機関車が車両の中央列に力を加えます。彼は引っ張った。

力は方向と大きさの両方を持ち、ベクトル加算の規則に従うベクトルです。力は、端に力の方向を表す矢印が付いている線で表現でき、線の長さは力の大きさを表します。国際標準単位では、力の単位はニュートン (N) または kg.m/s です。².

重力

地表近くに落下した物体は同じ加速度、つまり重力による加速度（g = 9.8 m/s）で落下します。² = 9.8 N/kg (SI 単位)、空気抵抗が無視できる場合。この加速を引き起こす力を重力 (FG) といいます。したがって、重力は地球が周囲のすべての物体に及ぼす力であると言えます。

重力の法則によれば、質量 m をもつ 2 つの粒子間に働く力は次のようになります。₁ そしてM₂ 距離 r だけ離れていると、2 つの粒子を結ぶ線に沿った引力が発生し、その大きさは次のようになります。

情報：

F = 2 つの物体間の引力 (N)

G = 重力定数 (6.673 x 10-11 Nm)²/kg-2)

メートル_1,メートル₂ = 物体1の質量(kg)

r = 2 つの物体間の距離 (m)
粒子力学

Mの場合₁、地球の質量 (M) と m で表されます。₂ 地球の周りにあり、地球の中心からの距離が r の物体の質量 m とすると、地球による物体に対する重力は次のようになります。
地球の重力

地球と物体の間に働く重力。重力の方向は常に地球の中心に向かって下向きです (上の図のように見えます)。大きな物体にかかる重力:

instagram viewer

W = mg

したがって、重力加速度 g は次のように表すことができます。
g =

ノーマルスタイル

法線力 (N または FN) は、2 つの物体が互いに接触するときに発生する力です。法線力の方向は、オブジェクトと接触している表面 (接平面) に対して垂直のままです (下図を参照)。垂直抗力の大きさは、接触面 (接線領域) にかかる圧力の大きさと大きさによって決まります。したがって、私たちの手でテーブルの表面を大きな圧縮力で押すと、発生する垂直抗力も大きくなります。一方、軽く押すと、発生する垂直抗力も小さくなります。
ノーマルスタイル

摩擦

水平面または平らな面の上から物体が発射されると、その速度は低下し、最終的には停止します。水平方向の力が物体に作用するかどうかは、物体の動きとは反対の方向であることが非常に明らかです。この力は、物体に作用する摩擦力 (f) と呼ばれることが多く、表面によって引き起こされます。

摩擦は、2 つの物体がこすれるとき、つまり 2 つの物体の表面が互いに接触するときに発生します。あるオブジェクトが別のオブジェクトに対して移動し、互いに接触している表面に平行な場合の。

摩擦力の方向は、移動する物体の運動方向と常に反対になります (下の図で確認できます)。したがって、ブロックが床の上で左から右に移動すると、ブロックには左方向の摩擦力が働きます。

互いに静止している 2 つの表面間に作用する摩擦力は、静摩擦力 (F) と呼ばれます。_s). 最大静止摩擦力は、物体を動かす最小の力です。乾燥した潤滑されていない表面の場合、2 つの表面間の最大静摩擦力は、互いにこすれる接触面の面積に依存しないことがわかります。しかし、それは、互いに接触する 2 つの物体間の垂直抗力の大きさに比例します (上の図 c の注)。

f_s ≤ μs N

μs = 静止摩擦係数の場合。以下の場合には、上記の表面と同じ符号が適用されます。 _s 最大サイズに達します。物体が動き始めると、物体に作用する摩擦力が減少するため、均一な直線運動を維持するために必要な力は小さくなります。互いに相対的に移動する 2 つの表面の間に作用する力を動摩擦力 (f_k).

乾燥した潤滑されていない表面の場合、動摩擦力は接触表面積や速度に依存しないことがわかります。 2 つの摩擦面間の相対的な力ですが、2 つの摩擦物体間の垂直抗力の大きさに比例します (図を参照) の上）。 μはどこですか_k = 動摩擦係数。

f_k = μkN

図aでは、梁の梁が水平面上に静止していることがわかります。表面にかかる重さ W と上向きの力 P の影響下で平衡状態にある彼に反対だ。

ロープがブロックの片側に結ばれている場合 (上の図 b のように)、ロープに力がかかりますが、ブロックが静止するほど大きな力はかかりません。表面からブロックにかかる力 P は左に傾きます。力 P、T、W は同時に発生する必要があるため、表面に平行な力 P の成分は静摩擦力 fs と呼ばれます) 表面に垂直な成分は、表面がビームに及ぼす法線力 (N) と呼ばれます (図 b を参照) の上）。

平衡条件に基づいて、fs は t に等しく、N は W に等しくなります。 T が拡大し続けると、ビームは特定の T 値で移動を開始します。つまり、fs は最大値に位置します (上の図 c を参照)。 T が再び拡大されると、ビームのバランスは取れなくなりますが、すでに移動しています。すると、摩擦力は減少します（上の図bを参照）。

μ定数_s とμ_k は単位のない量です。一般にμ_s > μ_kb 2 つの特定の表面の場合。 2 つの係数のそれぞれの値は、2 つの摩擦面の特性によって異なります。表面が粗いほど係数の値は大きくなり、表面が滑らかな場合は値が小さくなります。多くの場合、値は 1 未満ですが、1 より大きい場合もあります。

以上、について説明してきましたが、 粒子力学の定義、力の種類、および質量関係、うまくいけば、あなたの洞察力と知識を増やすことができます。訪問していただきありがとうございます。他の記事もぜひお読みください。

内容一覧