As a force that opposes motion, friction always reduces acceleration. Friction occurs between the interaction of an object against a surface. Its magnitude depends on the characteristics of both the surface and the object, and whether the object is moving or not. Friction may be the result of an interaction between two solid objects, but it doesn’t have to be. Air drag is a type of frictional force, and you could even treat the interaction of a solid body moving on or through water as a frictional interaction.
TL;DR (Too Long; Didn’t Read)
The friction force depends on the mass of an object plus the coefficient of sliding friction between the object and the surface on which it slides. Subtract this force from the applied force to find the acceleration of the object.
How to Calculate Friction Force
Force is a vector quantity, which means you must consider the direction in which it acts. Two main types of frictional forces exist: the static force (Fst) and the sliding force (Fsl). Even though they act in the direction opposite to that in which an object moves, the normal force (FN) produces these forces, which acts perpendicular to the direction of motion. FN is equal to the weight of the object plus any additional weights. For example, if you press down on a block of wood on a table, you increase the normal force, and thus it increases the frictional force.
Both static and sliding friction depend on the characteristics of the moving body and the surface along which it moves. These characteristics are quantified in the coefficients of static (µst) and sliding (µsl) friction. These coefficients are dimensionless and have been tabulated for many common items and surfaces. Once you find the one that applies in your situation, you calculate the frictional forces using these equations:
F_{st}leqmu_{st}F_N\text{ }\F_{sl}=mu_{sl}F_N
Calculating Acceleration
Newton’s second law says that the acceleration of an object (a) is proportional to the force (F) applied on it, and the proportionality factor is the object’s mass (m). If you’re interested in acceleration, rearrange the equation to read:
a=frac{F}{m}
Force is a vector quantity, which means you must consider the direction in which it acts. Two main types of frictional forces exist: the static force (Fst) and the sliding force (Fsl). Even though they act in the direction opposite to that in which an object moves, the normal force (FN) produces these forces, which acts perpendicular to the direction of motion. FN is equal to the weight of the object plus any additional weights. For example, if you press down on a block of wood on a table, you increase the normal force, and thus it increases the frictional force.
The total force (F) on an object subject to friction is equal to the sum of the applied force (Fapp) and the frictional force (Ffr). But since the frictional force opposes motion, it’s negative relative to the forward force, so:
F=F_{app}-F_{fr}
The friction force is the product of the friction coefficient and the normal force, which in the absence of extra downward forces, is the weight of the object. Weight (w) is defined as the mass (m) of an object times the force of gravity (g):
F_N=w=mg
You’re now ready to calculate the acceleration of an object of mass (m) subject to an applied force Fapp and a frictional force. Since the object is moving, you use the coefficient of sliding friction to get this result:
a=frac{F_{app}-mu_{sl}mg}{m}
Как найти ускорение с помощью трения — это самый часто задаваемый вопрос в последнее время. Мы должны знать, что везде, где присутствует трение, всегда будет ускорение.
Прямо сейчас нам нужно понять, что означает трение и как оно влияет на ускорение, и, наконец, как найти ускорение с трением.
На движущийся объект действуют разные силы. Но одна сила, которая существует между объектом и поверхностью, называется силой трения.
В каждом действии, которое мы предпринимаем, есть трение. Есть еще один факт, что трение — единственная причина подвижности любого шагающего существа на земле.
Трение существует не только между физическими удобствами, но и в воздухе. Как и трение, существует и в воздушном сопротивлении. Трение, о котором мы говорим, в основном зависит также от типа материала. Когда материал грубый, трение больше.
Мгновенное трение возникает, когда любые два объекта перемещаются друг относительно друга. В трение будет против движения и против него тоже. При переходе в движение, когда объект находится в движении, и когда изменяется скорость, возникает понятие ускорения.
Мы знаем, что при мгновенном изменении скорости в игру вступает ускорение. Таким образом, когда возникает ускорение, учитывается трение между заинтересованными объектами. В основном объект или тело рассматривается вместе с поверхностью, на которой он движется.
Может ли разгон при трении быть
Да, разгон с трением может быть. В большинстве случаев ускорение вызывает трение, и главным образом видно, как найти ускорение с помощью трения.
Когда сила, действующая на тело или объект, прекращается, ускорения не происходит. Есть несколько факторов, ответственных за ускорение объекта; Точно так же трение является одним из таких факторов.
Трение — одна из причин, по которой автомобили движутся быстрее по неровной дороге. Из-за наличия трения между колесами транспортных средств и дорогой движение происходит быстрее.
Наличие трения — единственная причина, по которой мы можем ходить, бегать и выполнять любую физическую активность, которая соприкасается с поверхностью, на которую мы находимся.
Компания относительное движение между объектами также называется трением. Таким образом, когда тело обычно ускоряется, трение будет присутствовать по умолчанию. На объект действует несколько сил, которые способствуют его ускорению.
Один из принципов — трение, движение малых действующих сил, и сила трения присутствует между телом и поверхностью.
Всегда есть коэффициент, пропорциональный движущемуся объекту, и это ускорение. На тело действуют несколько различных сил, таких как гравитационная сила, нормальная сила, сила натяжения и сила трения. Эта действительно очень важная вещь подчиняется второму закону Ньютона.
Все это называется чистыми силами и будет отличаться в зависимости от типа движущегося объекта. При этом учитывается трение, действующее на любой предмет или тело.
Трение необходимо любому объекту для ускорения или даже движения. Итак, это трение приводит тело в движение. И как найти ускорение с помощью трения — вот что мы увидим здесь.
Как найти ускорение на наклонной плоскости с трением
Мы должны знать формулу для ускорения, из которой мы можем легко вывести формулу для ускорения, связанного с трением. Формула а = Ф / м. Это происходит из Второго закона Ньютона. Поскольку мы знаем, что здесь учитывается трение, нам нужно вывести формулу в соответствии с ситуацией, а = (F — Ff) / м.
Здесь трение ускорит объект больше. Чем больше шероховатость, тем больше трение. Чем меньше трение, тем больше трение. Следовательно, мы принимаем это как отрицательное понятие за вычетом трения от нормальной силы, а затем находим его ускорение.
Рассмотрим объект, помещенный на поверхность, и допустим, что на него действует ряд сил, соответственно.
Теперь нам нужно вычислить ускорение тела, когда на него действуют чистые силы. Нам нужно обратить внимание на материал, из которого сделано тело, а также на вид поверхности.
Пусть объект будет в наклонном положении. Здесь действуют три силы, одна — сила гравитации, нормальная сила, а последняя — сила трения. Поскольку объект наклонен, он образует угол с поверхностью, с которой он действует.
Ось X силы тяжести параллельна наклонной плоскости, над которой находится объект. Ось Y перпендикулярна наклонной. Затем нам нужно разбить гравитационную силу, и в ней будут созданы две составляющие.
Одна ось будет параллельна наклонной, а другая — перпендикулярной наклонной. Наклонная плоскость находится под углом 24.5⁰ к поверхности. Затем определяется перпендикулярная составляющая силы тяжести, используя указанную выше меру с учетом гипотенузы.
Ось Y сила тяжести будет такой же, как сила нормального. Здесь появляется условие, когда объект движется в направлении компонента x, а не в направлении компонента y.
Теперь рассмотрим ось абсцисс и найдем ускорение с трением. Мы знаем формулу a = (F — Ff) / m. Используя эту формулу, мы окончательно находим ускорение с трением. Также нам понадобится информация о массе объекта.
Задача о том, как найти ускорение с трением
Проблема:
Каково ускорение 8 кг на наклонной плоскости 20⁰? Трение между объектом и поверхностью, на которой он размещен, составляет 0.25; его также называют коэффициентом трения.
Решение:
Мы знаем формулу для ускорение силой и массой, то есть а=Ф/м. При включении трения формула изменится.
Мы точно не знаем, какие силы действуют на движущийся объект и в каком направлении происходит ускорение. Обычно на объект действуют две элементарные силы: нормальная сила и сила тяжести. Также теперь на него действует дополнительная сила, называемая силой трения.
Поскольку действуют три силы, направления могут меняться, поэтому для каждой силы будет по две составляющие. Итак, учитывая гравитационную силу, она делится на две части: ось x и ось y.
В этом случае мы будем рассматривать только x-направление, потому что это направление, в котором движется тело.
Теперь, когда мы разделим силу гравитации на две составляющие, составляющая x будет параллельна нормальной силе, а составляющая y будет перпендикулярна нормальной силе. По сути, это образует треугольник, из которого мы будем выводить значение силы как таковой.
Из приведенной выше диаграммы мы выводим некоторую формулу: mg x = mg cosϴ; mgy = mg sinϴ.
Из этого мы, наконец, выводим формулу того, как найти ускорение с трением,
а = (мгсинϴ — мкгкос) / м
а = gsineϴ — μ mgcosϴ
a = 0.87 мс-2
Часто задаваемые вопросы
Как трение влияет на ускорение?
При наличии одного лишь трения ускорение возможно в любом объекте.
Когда между объектом и поверхностью присутствует трение, по умолчанию будет ускорение. Когда поверхность шероховатая, трение больше, а когда поверхность меньше, трение меньше.
Что такое трение?
Трение — это наименьшая сила, существующая между объектом и поверхностью, по которой он будет двигаться.
Сравнимое движение, которое происходит между движущимся объектом и поверхностью, называется трением. Сила трения — одна из основных сил, ответственных за движение объекта. Это будет смазано и поможет любому движущемуся объекту. Если трение отсутствует, то существо не может ходить, бегать или любое другое физическое движение.
Екатерина Владимировна Мосина
Эксперт по предмету «Физика»
Задать вопрос автору статьи
Ускорение тела, возникающее вследствие силы трения
Известно, что сила трения скольжения направлена в сторону, противоположную направлению относительной скорости движения трущихся тел.
Отсюда следует, что ускорение, которое такая сила сообщает движущемуся телу, тоже направлено против относительной скорости. А это значит, что действие силы трения приводит к уменьшению абсолютного значения скорости тела относительно того тела, по которому оно скользит.
Если на тело, которое скользит по неподвижной поверхности, никакие силы, кроме силы трения не действуют, то оно, в конце концов, останавливается. Рассмотри этот часто встречающийся случай.
Представим себе, что перед движущимся поездом неожиданно появилось некоторое препятствие и машинист отключил двигатель и включил тормоз. Начиная с это момента, на поезд действует только сила трения, так как сила тяжести скомпенсирована реакцией рельсов, а сила сопротивления воздуха мала. Через некоторое время $t$ поезд, пройдя расстояние $l$ — тормозной путь, остановится. Найдем время $t$, нужное для остановки, и расстояние $l$, которое поезд пройдет за это время.
Под действием сила трения $overline{F}_{mp} $поезд будет двигаться с ускорением, равным:
Выберем координатную ось $x$ так, чтобы ее положительное направление совпадало с направлением скорости движения поезда.
Рисунок 1.
Так как сила трения $overline{F}_{mp} $направлена в противоположном направлении, ее проекция на ось х отрицательна. Отрицательна и проекция вектора ускорения на ось $x$. Поэтому если абсолютное значение силы трения равно $left|overline{F}_{mp} right|$, то:
Но ускорение определяется также формулой:
где $v_{0} $- скорость поезда до начала торможения.
Время торможения при движении тела под действием силы трения
Так как нас интересует промежуток времени $t$ от начала торможения до остановки поезда, то конечная скорость $v=0$. Тогда:
«Движение тела под действием силы трения» 👇
Таким образом:
Получим выражения для времени торможения:
Нахождение пути, пройденного телом под действием силы трения
А теперь найдем тормозной путь $l$. Для этого воспользуемся формулой:
Так как $v=0$, то:
Так как $overline{a}=-frac{left|overline{F}_{mp} right|}{m} $, получим:
Из этой формулы видно, что пройденный до остановки путь пропорционален квадрату скорости. Если увеличить скорость вдвое, то потребуется вчетверо больший путь для остановки.
Пример 1
С какой скоростью двигался автомобиль, если после выключения двигателя он прошел до остановки путь равный $80$ м? Коэффициент трения принять равным $0,25$.
Дано: $l=80$м, $mu =0,25$.
Найти: $v$-?
Решение:
Воспользуемся раннее выведенными формулами для нахождения тормозного пути:
$l=frac{mv_{0}^{2} }{2overline{left|F_{mp} right|}} $. (1)
Так как $F_{mp} =mu mg$, подставим в формулу (1) и получим:
$l=frac{mv_{0}^{2} }{2mu mg} $. (2)
Выразив из формулы (2) $v_{0} $найдем величину искомой скорости:
$v_{0} =sqrt{2mu gl} =20$м/с
Ответ: Скорость автомобиля до выключения двигателя $v_{0} =20$ м/с.
Пример 2
Сноубордист массой $80$ кг, имеющий в конце спуска скорость $20$ м/с, останавливается через $40$ с после окончания спуска. Определите силу трения и коэффициент трения.
Дано: $m=80$кг, $v_{0} =20$м/с, $t=40$с.
Найти: $F_{mp} $, $mu $-?
Решение:
Уравнение движения сноубордиста будет иметь вид:
[ma=F_{mp} .]
Используя выражения для нахождения ускорения (конечная скорость $v=0$), получим:
[a=-frac{v_{0} }{t} .]
Тогда:
$F_{mp} =ma=-mfrac{v_{0} }{t} =40H$.
Так как сила трения $overline{F}_{mp} $равна $F_{mp} =mu Bg$, находим коэффициент трения $mu $:
[mu =frac{F_{mp} }{mg} =0,05.]
Ответ: $F_{mp} =40H$, $mu =0,05$.
Пример 3
Сани массой $16$ кг перемещают по горизонтальной плоскости под действием силы $180 H$, направленной под углом $30^circ$ к горизонтали. Коэффициент терния саней о плоскость $0,5$. Определить ускорения, с которым движутся сани.
Дано: $m=16$кг, $F=180 H$, $alpha =30^circ$, $mu =0,5$.
Найти: $a$-?
Решение:
Рисунок 2.
Уравнение движения тела:
[moverline{a}=moverline{g}+overline{N}+overline{F}+overline{F}_{mp} .]
Выберем направление осей $x$ и $y$ и спроецируем на них силы и ускорение:
[begin{array}{l} {ma=Fcos alpha -F_{mp} } \ {0=-Bg+N+Fsin alpha } end{array}]
Поскольку $F_{mp} =mu N$, а из второго уравнения $N=mg-Fsin alpha $, то $F_{mp} =mu (mg-Fsin alpha )$. Тогда из первого уравнения ускорение:
$a=frac{1}{m} [Fcos alpha -mu (mg-Fsin alpha )]approx 7,6м/с^2$
Ответ: $a$=$7,6м/с^2$
Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу
Поиск по теме
Um=120 B
T=0.08 c
v=1/T=12.5 Гц
Uд=Um/√2=120/√2≈85 B
==================
Т. к. резисторы соединены последовательно, значит, общее сопротивление R = R1 + R2 = 9 Ом
Напряжение равно силе тока, умноженной на сопротивление
U = R * I = 9 Ом * 1,6 А = 14,4 В
Во втором резисторе выделится в 2 раза больше теплоты, чем в первом, т. к. сопротивление в 2 раза больше
Відповідь:
787.4кг/м^3
Пояснення:
V=127 л=127дм^3=0.127м^3
ρ=m/V=100/0.127=787.4кг/м^3
A=UIt; A=380B*25A*20c=190000Дж=190кДж
340*6=2040. Т.е. 2 м 40 см= длина стены
Дано:
t — время движения тела (секунд);
k — коэффициент трения;
F — сила, действующая на тело (Ньютон);
g — ускорение свободного падения;
m — масса тела (килограмм).
Требуется определить ускорение тела a (м/с2) и его пройденный путь S (метр).
Так как в условии задачи не указано, считаем, что тело начало движения без начальной скорости. Тогда, определим ускорение тело:
F — Fтрения = m * a;
F — k * m * g = m * a;
a = (F — k * m * g) / m.
Найдем пройденный телом путь:
S = a * t2 / 2 = (F — k * m * g) * t2 / (2 * m).
Ответ: ускорение тела будет равно a = (F — k * m * g) / m, пройденный телом путь будет равен S = (F — k * m * g) * t2 / (2 * m).