Alam ng bawat mag-aaral na kapag may contact sa pagitan ng dalawang solid surface, ang tinatawag na friction force ay lalabas. Isaalang-alang natin sa artikulong ito kung ano ito, na tumutuon sa punto ng paggamit ng friction force.
Anong mga uri ng friction force ang mayroon?
Bago isaalang-alang ang punto ng paggamit ng friction force, kinakailangang alalahanin sandali kung anong mga uri ng friction ang umiiral sa kalikasan at teknolohiya.
Simulan nating isaalang-alang ang static friction. Ang uri na ito ay nagpapakilala sa estado ng isang solidong katawan sa pamamahinga sa ilang ibabaw. Pinipigilan ng friction ng pahinga ang anumang pag-alis ng katawan mula sa estado ng pahinga nito. Halimbawa, dahil sa pagkilos ng mismong puwersang ito, mahirap para sa amin na ilipat ang isang cabinet na nakatayo sa sahig.
Ang sliding friction ay isa pang uri ng friction. Ito ay nagpapakita ng sarili sa kaso ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng dalawang ibabaw na dumudulas sa isa't isa. Ang sliding friction ay sumasalungat sa paggalaw (ang direksyon ng friction force ay kabaligtaran sa bilis ng katawan). Ang isang kapansin-pansing halimbawa ng pagkilos nito ay isang skier o skater na dumudulas sa yelo sa niyebe.
Sa wakas, gumugulong na ang ikatlong uri ng friction. Ito ay palaging umiiral kapag ang isang katawan ay gumulong sa ibabaw ng isa pa. Halimbawa, ang paggulong ng isang gulong o bearings ay mga pangunahing halimbawa kung saan mahalaga ang rolling friction.
Ang unang dalawa sa mga inilarawang uri ay lumitaw dahil sa pagkamagaspang sa mga ibabaw ng gasgas. Ang ikatlong uri ay lumitaw dahil sa deformation hysteresis ng rolling body.
Mga punto ng paggamit ng sliding at rest friction forces
Sinabi sa itaas na pinipigilan ng static friction ang external acting force, na may posibilidad na ilipat ang bagay sa ibabaw ng contact surface. Nangangahulugan ito na ang direksyon ng puwersa ng friction ay kabaligtaran sa direksyon ng panlabas na puwersa na kahanay sa ibabaw. Ang punto ng paglalapat ng itinuturing na friction force ay nasa lugar ng contact sa pagitan ng dalawang surface.
Mahalagang maunawaan na ang static friction force ay hindi isang pare-parehong halaga. Mayroon itong maximum na halaga, na kinakalkula gamit ang sumusunod na formula:
Ft=µtN.
Gayunpaman, ang maximum na halaga na ito ay lilitaw lamang kapag sinimulan ng katawan ang paggalaw nito. Sa anumang iba pang kaso, ang static friction force ay eksaktong katumbas ng absolute value sa parallel surface ng external force.
Para sa punto ng paggamit ng puwersa ng sliding friction, hindi ito naiiba sa static friction. Sa pagsasalita tungkol sa pagkakaiba sa pagitan ng static at sliding friction, ang ganap na kahalagahan ng mga puwersang ito ay dapat tandaan. Kaya, ang puwersa ng sliding friction para sa isang naibigay na pares ng mga materyales ay isang pare-parehong halaga. Bilang karagdagan, ito ay palaging mas mababa sa maximum na puwersa ng static friction.
Tulad ng nakikita mo, ang punto ng paggamit ng mga puwersa ng friction ay hindi tumutugma sa sentro ng grabidad ng katawan. Nangangahulugan ito na ang mga puwersang isinasaalang-alang ay lumikha ng isang sandali na may posibilidad na baligtarin ang sliding body pasulong. Ang huli ay mapapansin kapag ang siklista ay nagpreno nang malakas gamit ang gulong sa harap.
Rolling friction at ang application point nito
Dahil ang pisikal na sanhi ng rolling friction ay iba sa para sa mga uri ng friction na tinalakay sa itaas, ang punto ng paggamit ng rolling friction force ay may bahagyang naiibang katangian.
Ipagpalagay na ang gulong ng kotse ay nasa simento. Kitang-kita na ang gulong ito ay deformed. Ang lugar ng pakikipag-ugnay nito sa asp alto ay katumbas ng 2dl, kung saan ang l ay ang lapad ng gulong, ang 2d ay ang haba ng lateral contact ng gulong at asp alto. Ang puwersa ng rolling friction, sa pisikal na kakanyahan nito, ay nagpapakita ng sarili sa anyo ng isang reaksyon sandali ng suporta na nakadirekta laban sa pag-ikot ng gulong. Ang sandaling ito ay kinakalkula tulad ng sumusunod:
M=Nd
Kung hahatiin natin ito at i-multiply sa radius ng gulong R, makukuha natin ang:
M=Nd/RR=FtR kung saan Ft=Nd/R
Kaya, ang rolling friction force Ft ay talagang reaksyon ng suporta, na lumilikha ng sandali ng puwersa na may posibilidad na magpabagal sa pag-ikot ng gulong.
Ang punto ng paggamit ng puwersang ito ay nakadirekta patayo paitaas na may kaugnayan sa ibabaw ng eroplano at inilipat sa kanan mula sa gitna ng masa ng d (ipagpalagay na ang gulong ay gumagalaw mula kaliwa papuntang kanan).
Halimbawa ng paglutas ng problema
Aksyonfriction force ng anumang uri ay may posibilidad na pabagalin ang mekanikal na paggalaw ng mga katawan, habang ginagawang init ang kanilang kinetic energy. Lutasin natin ang sumusunod na problema:
bar slides sa isang hilig na ibabaw. Kinakailangang kalkulahin ang acceleration ng paggalaw nito kung alam na ang coefficient para sa sliding ay 0.35, at ang anggulo ng inclination ng surface ay 35o.
Pag-isipan natin kung anong pwersa ang kumikilos sa bar. Una, ang bahagi ng gravity ay nakadirekta pababa sa kahabaan ng sliding surface. Ito ay katumbas ng:
F=mgsin(α)
Pangalawa, ang patuloy na friction force ay kumikilos paitaas sa kahabaan ng eroplano, na nakadirekta laban sa acceleration vector ng katawan. Maaari itong matukoy sa pamamagitan ng formula:
Ft=µtN=µtmgcos (α)
Pagkatapos ang batas ni Newton para sa isang bar na gumagalaw nang may pagbilis na a ay magkakaroon ng anyong:
ma=mgsin(α) - µtmgcos(α)=>
a=gsin(α) - µtgcos(α)
Pagpapalitan ng data sa pagkakapantay-pantay, makuha namin na a=2.81 m/s2. Tandaan na ang nahanap na acceleration ay hindi nakadepende sa masa ng bar.
