संपर्क बल की गणना कैसे करें

विषय

• चरण 1: घर्षण बल का निर्धारण करें
• चरण 2: सामान्य बल का निर्धारण करें
• चरण 3: समग्र संपर्क बल के परिमाण को निर्धारित करने के लिए पायथागॉरियन प्रमेय को लागू करें

बल, एक भौतिकी अवधारणा के रूप में, न्यूटन के दूसरे कानून द्वारा वर्णित है, जिसमें कहा गया है कि बल जब किसी द्रव्यमान पर कार्य करता है तो त्वरण परिणाम होता है। गणितीय रूप से, इसका अर्थ एफ = मा है, हालांकि यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि त्वरण और बल वेक्टर मात्राएं हैं (यानी, उनके पास परिमाण और त्रि-आयामी अंतरिक्ष में एक दिशा है) जबकि द्रव्यमान एक अदिश राशि है (यानी, यह एक है केवल परिमाण)। मानक इकाइयों में, बल में न्यूटन (N) की इकाइयाँ होती हैं, जो कि किलोग्राम (किग्रा) में मापी गई द्रव्यमान में होती है, और त्वरण को प्रति सेकंड वर्ग (m / s) मीटर में मापा जाता है²).

कुछ बल गैर-संपर्क बल हैं, जिसका अर्थ है कि वे वस्तुओं के बिना कार्य करते हैं जो उन्हें एक दूसरे के साथ सीधे संपर्क में होने का अनुभव करते हैं। इन बलों में गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय बल और आंतरिक बल शामिल हैं। दूसरी ओर, संपर्क बल, वस्तुओं को एक-दूसरे को छूने की आवश्यकता होती है, यह केवल एक पल के लिए हो (जैसे कि एक गेंद पर प्रहार करना और दीवार से टकराकर उछलना) या एक विस्तारित अवधि में (जैसे कि कोई व्यक्ति पहाड़ी पर टायर को घुमाता है) ।

अधिकांश विपक्ष में, एक चलती वस्तु पर लगा हुआ संपर्क बल सामान्य और घर्षण बलों की वेक्टर राशि है। घर्षण बल गति की दिशाओं के बिल्कुल विपरीत काम करता है, जबकि सामान्य बल इस दिशा के लंबवत कार्य करता है यदि वस्तु क्षैतिज रूप से गुरुत्वाकर्षण के संबंध में चलती है।

चरण 1: घर्षण बल का निर्धारण करें

यह बल के बराबर है घर्षण का गुणन μ वस्तु और सतह के बीच वस्तुओं के वजन से गुणा किया जाता है, जो कि इसके द्रव्यमान को गुरुत्वाकर्षण से गुणा करता है। इस प्रकार एफ_च = μmg An इंजीनियर्स एज में एक ऑनलाइन चार्ट में इसे देखकर μ का मान ज्ञात करें। ध्यान दें: कभी-कभी आपको गतिज घर्षण के गुणांक का उपयोग करने की आवश्यकता होगी और अन्य समय पर आपको स्थैतिक घर्षण के गुणांक को जानना होगा।

इस समस्या के लिए मान लें कि एफ_च = 5 न्यूटन।

चरण 2: सामान्य बल का निर्धारण करें

यह बल, एफ_एन, बस गति की दिशा के बीच कोण के गुरुत्व समय के कारण वस्तुओं का द्रव्यमान त्वरण है और ऊर्ध्वाधर गुरुत्व वेक्टर जी, जिसमें 9.8 m / s का मान है²। इस समस्या के लिए, मान लें कि ऑब्जेक्ट क्षैतिज रूप से आगे बढ़ रहा है, इसलिए गति और गुरुत्वाकर्षण की दिशा के बीच का कोण 90 डिग्री है, जिसमें 1. की साइन है। इस प्रकार एफ_एन = वर्तमान उद्देश्यों के लिए एम.जी. (यदि ऑब्जेक्ट क्षैतिज रूप से 30 डिग्री पर एक रैंप ओरिएंटेड स्लाइड कर रहा था, तो सामान्य बल mg × sin (90 - 30) = mg × sin 60 = mg × 0.866 होगा।)

इस समस्या के लिए, 10 किलो के द्रव्यमान का अनुमान लगाएं। एफ_एन इसलिए 10 kg × 9.8 m / s है² = 98 न्यूटन।

चरण 3: समग्र संपर्क बल के परिमाण को निर्धारित करने के लिए पायथागॉरियन प्रमेय को लागू करें

यदि आप सामान्य बल F की तस्वीर लगाते हैं_एन नीचे की ओर अभिनय और घर्षण बल F_च क्षैतिज रूप से कार्य करते हुए, वेक्टर योग इन बल वैक्टर में शामिल होने वाले एक सही त्रिकोण को पूरा करने वाला कर्ण है। इसकी परिमाण इस प्रकार है:

(एफ_एन² + एफ_च²)^(1/2) ,

जो इस समस्या के लिए है

(15² + 98²) ^(1/2)

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

= 99.14 एन।