كيفية حساب قوة الاتصال

المحتوى

• الخطوة 1: تحديد قوة الاحتكاك
• الخطوة 2: تحديد القوة الطبيعية
• الخطوة 3: تطبيق نظرية فيثاغورس لتحديد حجم قوة الاتصال الشاملة

القوة ، كمفهوم للفيزياء ، موصوفة في قانون نيوتن الثاني ، الذي ينص على أن التسارع ينتج عندما تتصرف القوة على كتلة. رياضيا ، هذا يعني F = ma ، على الرغم من أنه من المهم ملاحظة أن التسارع والقوة هما كميتان متجهتان (أي ، لهما مقدار واتجاه في الفضاء ثلاثي الأبعاد) في حين أن الكتلة هي كمية عددية (أي ، لها حجم فقط). في الوحدات القياسية ، تحتوي القوة على وحدات نيوتن (N) ، الكتلة مقاسة بالكيلوغرام (كجم) ، ويتم قياس التسارع بالأمتار في الثانية المربعة (م / ث²).

بعض القوى هي قوى عدم الاتصال ، مما يعني أنها تتصرف دون أن تكون الأشياء التي تواجهها على اتصال مباشر مع بعضها البعض. وتشمل هذه القوى الجاذبية والقوة الكهرومغناطيسية والقوات النووية. تتطلب قوى الاتصال ، من ناحية أخرى ، أن تلامس الأشياء بعضها البعض ، فذلك لمجرد لحظة (مثل كرة تضرب وتقفز على الحائط) أو على مدى فترة طويلة (مثل شخص يلف إطارًا أعلى التل) .

في معظم السلبيات ، فإن قوة الاتصال التي تمارس على جسم متحرك هي مجموع متجه القوى الطبيعية والاحتكاكية. تعمل القوة الاحتكاكية عكس اتجاهات الحركة تمامًا ، بينما تعمل القوة العادية بشكل عمودي على هذا الاتجاه إذا كان الجسم يتحرك أفقيًا فيما يتعلق بالجاذبية.

الخطوة 1: تحديد قوة الاحتكاك

هذه القوة تساوي معامل الاحتكاك μ بين الكائن والسطح مضروبًا في وزن الأشياء ، وهي كتلتها مضروبة بالجاذبية. هكذا و_F = ميكروغرام ابحث عن قيمة μ من خلال البحث عنها في مخطط على الإنترنت مثل المخطط في Engineers Edge. ملحوظة: في بعض الأحيان ، ستحتاج إلى استخدام معامل الاحتكاك الحركي وفي أحيان أخرى ، ستحتاج إلى معرفة معامل الاحتكاك الساكن.

نفترض أن هذه المشكلة واو_F = 5 نيوتن.

الخطوة 2: تحديد القوة الطبيعية

هذه القوة ، واو_N، هي مجرد كائنات تضاعف التسارع الناتج عن الجاذبية ضرب جيب الزاوية بين اتجاه الحركة وموجه الجاذبية العمودي g ، والذي تبلغ قيمته 9.8 م / ث². لهذه المشكلة ، افترض أن الكائن يتحرك أفقياً ، وبالتالي فإن الزاوية بين اتجاه الحركة والجاذبية هي 90 درجة ، والتي لها جيب 1.._N = ملغ للأغراض الحالية. (إذا كان الكائن ينزلق إلى أسفل المنحدر باتجاه 30 درجة إلى الأفقي ، فإن القوة الطبيعية ستكون mg × sin (90 - 30) = mg × sin 60 = mg × 0.866.)

لهذه المشكلة ، افترض كتلة من 10 كجم. F_N لذلك 10 كجم × 9.8 م / ث² = 98 نيوتن.

الخطوة 3: تطبيق نظرية فيثاغورس لتحديد حجم قوة الاتصال الشاملة

إذا كنت صورة القوة الطبيعية F_N يتصرف نحو الأسفل والقوة الاحتكاكية F_F يتصرف أفقيا ، مجموع المتجه هو الوتر الذي يكمل مثلثًا صحيحًا ينضم إلى متجهات القوة هذه. حجمها بالتالي:

(F_N² + F_F²)^(1/2) ,

وهو لهذه المشكلة

(15² + 98²) ^(1/2)

= (225 + 9,604)^(1/2)

= 99.14 شمال