摩擦力の例:定義、式、起源、種類、利点
こんにちはインドネシアの学生、教祖Pendidikan.comと再び会います。 以前は重力について説明しましたが、今回は摩擦について詳しく説明します。 したがって、以下のレビューを見てみましょう。
摩擦の定義
摩擦は、オブジェクトの動きまたはオブジェクトの移動傾向の方向に対して向けられる力です。 摩擦は、2つのオブジェクトが接触したときに発生します。 ここで参照されるオブジェクトは、固体である必要はありませんが、液体または気体の形でもかまいません。
ニュートンの最初の法則によれば、テーブルの上にある木製のブロックでは、垂直抗力が重力と反対の方向に作用します。 オブジェクトの運動方向が水平の場合、垂直抗力(N)の大きさはオブジェクトの重量(w)に等しくなります。
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木のブロックをひもで引っ張るときは、ある程度の力が必要です。 これは、ブロックの運動方向と反対の、ブロックの表面とテーブルの表面との間の摩擦力によるものです。
摩擦力の大きさは、物体の重量と接触する表面の粗さの影響を受けます。 滑らかな表面の場合、摩擦力の影響は非常に小さく、存在しないとさえ言えます。
物体が動いていないときに発生する摩擦力(Fg)は、静摩擦力(Fs)と呼ばれます。 一方、物体が移動した後に発生する摩擦力は動摩擦力と呼ばれます。 (Fk)。
木製のブロックを引っ張ると、バネばかりは徐々に増加します。 これは、静摩擦力の数値がゼロから特定の最大値まで変化するために発生します。 木製ブロックが移動する直前に最大数に達します。 この数値は最大静摩擦力と呼ばれます。
スワイプフォースフォーミュラ
静摩擦の場合、方程式
Fs = s N
情報:
Fs =静摩擦力
s =静摩擦係数
N =法線力
動摩擦力では、方程式
Fk = k N
情報:
Fk =動摩擦力
k =動摩擦係数
N =法線力
k Fg = FsまたはFk
動摩擦係数の大きさは一定です
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スワイプスタイルの起源
摩擦とは、互いに接触する2つの表面間の微小な相互作用の蓄積です。 作用する力には、各表面の静電力が含まれます。 滑らかな表面は摩擦(または正確には摩擦係数)を引き起こすと以前は信じられていました 粗い表面よりも価値が低くなりますが、今日ではもうありません したがって。 物体の表面の微細構造(正確にはナノ)により、摩擦を最小限に抑えることができ、液体でさえそれを濡らすことができなくなります(ロータス効果)。
一般に、摩擦力は級数展開として記述できます。
ここで、第1項は静摩擦および動摩擦として知られる摩擦力であり、第2項および第3項は流体内の物体に対する摩擦力です。
摩擦の種類
直線的に移動する2つの固体オブジェクト間の摩擦には、静摩擦と力の2種類があります。 2つの固定面または交互面の間の接触点間で区別される動摩擦 (シフト)。 転がりが可能な物体には、転がり摩擦と呼ばれる別の種類の摩擦もあります。 表面またはスピンに対して垂直に回転するオブジェクトの場合、スピン摩擦力もあります。 固体と流体の間の摩擦力は、コリオリ-ストークス力または粘性力として知られています。
1. 静的スワイプスタイル
静摩擦は、相互に移動していない2つの固体オブジェクト間の摩擦です。 たとえば、静止摩擦により、オブジェクトが傾斜面を滑り落ちるのを防ぐことができます。 静摩擦係数は一般にsで表され、一般に動摩擦係数よりも大きくなります。
静摩擦は、オブジェクトが移動する直前に加えられる力から生じます。 運動が発生する前の2つの表面間の最大摩擦力は、静摩擦係数に乗算された積です。 法線力f = sFn。 モーションが発生していないとき、摩擦力はゼロから摩擦力までの値を持つことができます 最大。 1つのオブジェクトを動かそうとする最大摩擦力よりも小さい力は、大きさが等しいが方向が反対の摩擦力によって打ち消されます。 最大摩擦力を超える力があると、モーションが発生します。 モーションが発生すると、静止摩擦力を使用してオブジェクトの動力学を記述することができなくなるため、動摩擦が使用されます。
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2. 動摩擦
動摩擦(または動摩擦)は、2つのオブジェクトが互いに対して移動し、互いに擦れるときに発生します。 動摩擦係数は一般にkで表され、通常、同じ材料の静摩擦力よりも常に小さくなります。
滑りやすい床の上を歩くとどうなりますか? 滑りやすい床の上を歩くのが難しいのはなぜですか? この問題は摩擦力に関係しています。
摩擦力または摩擦力は、互いに接触している2つの表面によって引き起こされる力です。 床が滑りやすいので、足と床の摩擦が非常に小さいため、歩きにくいです。
日常生活における摩擦の利点
私たちが日常生活で遭遇する可能性のある摩擦の利点のいくつかは次のとおりです。
オブジェクトが滑ることなく動くのを助けます
靴と床が摩擦して歩くときに滑らないので、床の上を歩くことができます。 また、高速道路のアスファルト面は少し荒れています。 これは、車がその上を移動するときに滑らないようにするためです。 タイヤとアスファルトの摩擦により、車は滑らずに動きます。
動く物体を止める
あなたが乗っているオートバイにブレーキがなかったらどうなるでしょうか? ブレーキの動作原理は、車両を保持または停止することです。 そのため、車両は速度を落とし、目的の場所に停止することもできます。 たとえば、車の運転手がブレーキペダルを踏んだ場合。 そのため、同時にブレーキライニングがホイールをこすり、ホイールの回転運動(回転)を抑制または停止します。 ブレーキパッドとホイールの間の摩擦は、特に安全運転のために非常に重要です。
自動車の車輪と道路の間の摩擦。
摩擦により、車の速度を加速または減速できるため、車は移動または停止できます。
落下を遅くする可能性のある空気によるパラシュートの摩擦。
摩擦力を拡大および縮小
摩擦力は、その目的に応じて増減できます。 日常生活では、次のような摩擦を減らしたり増やしたりするさまざまな方法に遭遇します:
1. 摩擦力を減らす方法
- たとえば、潤滑油を塗布したり、表面を研磨したりして、表面を滑らかにします。
- 空気と接触している2つの表面を分離します。たとえば、船底が空気で満たされたブイである船などです。
- オブジェクトをホイールに配置して、オブジェクトがより簡単に移動できるようにします。
- ボールベアリングを与えることで、車軸にはボールベアリングが与えられるので、すぐに摩耗することはありません。
2. 摩擦力を大きくする方法
- ゴム、釘、またはスタッドの取り付け。
- 例えば、車両の車輪や靴底の表面に溝が作られ、車両が滑りにくいように摩擦力を高めるための溝も作られている。
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摩擦問題の例
質量50kgの物体が水平面上にあります。 物体に作用する力は、水平方向に200Nです。 オブジェクトの加速度はどのくらいですか
a。 滑りやすいフィールド;?
b。 摩擦係数= 0.3(g = 10 m / s2)の粗い表面?
討論
知られている:
m = 50 kg
μ = 0,3
F = 200 N
g = 10 m / s2
質問:
a。 表面が滑らかな場合のオブジェクトの加速度=…?
b。 粗い表面(μ= 0.3)=…?の場合のオブジェクトの加速度
回答:
a。 滑りやすいフィールド
F = m a、次にa = F / m
= 200/50
= 4 m / s
そう、 表面が滑らかな場合の加速度= 4 m / s2。
b。 粗い平面(μ= 0.3)
N = w
= mg
= 50 x 10 = 500 N
摩擦= N
= 0.3 x 500
= 150 N
Ftotal = F –摩擦
= 200 – 150
= 50 N
a = Ttotal / m
= 50/50
= 1 m / s
そう、粗い表面= 1 m / s2の場合の加速度。
参考文献 :
- アブドラ、ミクラジュディン。 2007. SMAおよびMAの物理学2A。 バンドン:エシス。
- フォスター、ボブ。 2000. 1年生の高校の物理学。 バンドン:Erlangga。
- Halliday Resnick、ウォーカー。 1991. 物理学の基礎第1巻。 タンゲラン:ビナプラアクサラ。
- カンギナン、マーセン。 2007. 高校のクラスXの物理学。 チマヒ:エランガ。
- ルワント、バンバン。 2007. 物理学の原則。 ジョグジャカルタ:ユディシュティラ。
- スプリヤント。 2007. 高校のクラスXIの物理学。 ジャカルタ:ピベタ。
- Zamrozi、etal。 2003. 物理レッスンリファレンス。 ジョグジャカルタ:ユディシュティラ。