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सरफेस एक घर्षण बल लगाता है जो स्लाइडिंग गतियों का प्रतिरोध करता है, और आपको कई भौतिकी समस्याओं के हिस्से के रूप में इस बल के आकार की गणना करने की आवश्यकता है। घर्षण की मात्रा मुख्य रूप से "सामान्य बल" पर निर्भर करती है, जो सतह उन पर बैठी हुई वस्तुओं पर, साथ ही साथ जिस विशिष्ट सतह पर आप विचार कर रहे हैं, उस पर भी असर डालती है। अधिकांश उद्देश्यों के लिए, आप सूत्र का उपयोग कर सकते हैं एफ = μN के साथ घर्षण की गणना करने के लिए एन "सामान्य" बल और "μ"सतह की विशेषताओं को शामिल करना।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
सूत्र का उपयोग करके घर्षण के बल की गणना करें:
एफ = μN
कहाँ पे एन सामान्य बल है और μ आपकी सामग्री के लिए घर्षण गुणांक है और वे स्थिर या गतिशील हैं। सामान्य बल वस्तु के वजन के बराबर होता है, इसलिए यह भी लिखा जा सकता है:
एफ = μmg
कहाँ पे म वस्तु का द्रव्यमान है और जी गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है। घर्षण वस्तु की गति का विरोध करने के लिए कार्य करता है।
घर्षण क्या है?
जब आप एक दूसरे को स्थानांतरित करने की कोशिश करते हैं तो घर्षण दो सतहों के बीच बल का वर्णन करता है। बल गति का विरोध करता है, और अधिकांश मामलों में बल गति के विपरीत दिशा में कार्य करता है। आणविक स्तर पर नीचे, जब आप दो सतहों को एक साथ दबाते हैं, तो प्रत्येक सतह में मामूली खराबी हो सकती है, और एक सामग्री के अणुओं और दूसरे के बीच आकर्षक बल हो सकते हैं। इन कारकों से उन्हें एक-दूसरे से आगे बढ़ना मुश्किल हो जाता है। जब आप घर्षण के बल की गणना करते हैं तो आप इस स्तर पर काम नहीं करते हैं। रोजमर्रा की स्थितियों के लिए, भौतिकविदों ने इन सभी कारकों को एक साथ "गुणांक" में समूहित किया μ.
घर्षण बल की गणना
"सामान्य" बल उस बल का वर्णन करता है, जिस सतह पर एक वस्तु आराम कर रही है (या दबाया जाता है) ऑब्जेक्ट पर एक्सर्ट करता है। एक सपाट सतह पर स्थिर वस्तु के लिए, न्यूटन के गति के नियमों के अनुसार, बल को गुरुत्वाकर्षण के कारण बल का बिल्कुल विरोध करना चाहिए। "सामान्य" बल (एन) बल का नाम है जो ऐसा करता है।
यह हमेशा सतह पर लंबवत कार्य करता है। इसका मतलब यह है कि एक झुकी हुई सतह पर, सामान्य बल अभी भी सतह से सीधे इंगित करेगा, जबकि गुरुत्वाकर्षण बल सीधे नीचे की ओर इंगित करेगा।
सामान्य बल का वर्णन ज्यादातर मामलों में किया जा सकता है:
एन = मिलीग्राम
यहाँ, म वस्तु के द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करता है, और जी गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण के लिए खड़ा है, जो 9.8 मीटर प्रति सेकंड प्रति सेकंड (एम / एस) है2), या प्रति किलोग्राम netwons (एन / किग्रा)। यह बस वस्तु के "वजन" से मेल खाता है।
झुकी हुई सतहों के लिए, सामान्य बल की शक्ति कम हो जाती है और सतह अधिक झुकी होती है, इसलिए सूत्र बनता है:
एन = मिलीग्राम कॉस (θ)
साथ में θ सतह के कोण के लिए खड़ा है।
एक साधारण उदाहरण गणना के लिए, लकड़ी के 2-किलो के ब्लॉक के साथ एक सपाट सतह पर विचार करें। सामान्य बल सीधे ऊपर की ओर इंगित करेगा (ब्लॉक के वजन का समर्थन करने के लिए), और आप गणना करेंगे:
एन = 2 किग्रा × 9.8 एन / किग्रा = 19.6 एन
गुणांक उस ऑब्जेक्ट और उस विशिष्ट स्थिति पर निर्भर करता है जिसके साथ आप काम कर रहे हैं। यदि ऑब्जेक्ट सतह पर पहले से ही नहीं चल रहा है, तो आप स्थैतिक घर्षण के गुणांक का उपयोग करते हैं μस्थिर, लेकिन अगर यह बढ़ रहा है तो आप फिसलने वाले घर्षण के गुणांक का उपयोग करते हैं μफिसल पट्टी.
आम तौर पर, स्लाइडिंग घर्षण का गुणांक स्थिर घर्षण के गुणांक से छोटा होता है। दूसरे शब्दों में, कुछ को स्लाइड करना आसान है जो पहले से ही फिसलने की तुलना में कुछ है।
जिन सामग्रियों पर आप विचार कर रहे हैं, वे गुणांक को भी प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि पहले से लकड़ी का ब्लॉक एक ईंट की सतह पर था, तो गुणांक 0.6 होगा, लेकिन स्वच्छ लकड़ी के लिए यह 0.25 से 0.5 तक कहीं भी हो सकता है। बर्फ पर बर्फ के लिए, स्थिर गुणांक 0.1 है। फिर, स्लाइडिंग गुणांक इसे और भी कम कर देता है, बर्फ पर बर्फ के लिए 0.03 और लकड़ी पर लकड़ी के लिए 0.2। एक ऑनलाइन टेबल (संसाधन देखें) का उपयोग करके अपनी सतह के लिए इन्हें देखें।
घर्षण राज्यों के बल का सूत्र:
एफ = μN
उदाहरण के लिए, एक लकड़ी की मेज पर 2-किलोग्राम द्रव्यमान के लकड़ी के ब्लॉक पर विचार करें, स्थिर से धकेल दिया जाए। इस स्थिति में, आप स्थैतिक गुणांक का उपयोग करते हैं μस्थिर = लकड़ी के लिए 0.25 से 0.5। ले रहा μस्थिर = घर्षण के संभावित प्रभाव को अधिकतम करने के लिए 0.5, और याद रखना एन = 19.6 एन पहले से, बल है:
एफ = 0.5 × 19.6 एन = 9.8 एन
याद रखें कि घर्षण केवल गति का विरोध करने के लिए बल प्रदान करता है, इसलिए यदि आप इसे धीरे से धकेलना शुरू करते हैं और मजबूत हो जाते हैं, तो घर्षण का बल अधिकतम मूल्य तक बढ़ जाएगा, जो कि आपने अभी गणना की है। भौतिक विज्ञानी कभी-कभी लिखते हैं एफअधिकतम इस बात को स्पष्ट करने के लिए।
एक बार ब्लॉक बढ़ रहा है, तो आप उपयोग करते हैं μफिसल पट्टी = 0.2, इस मामले में:
एफफिसल पट्टी = μफिसल पट्टी एन
= 0.2 × 19.6 एन = 3.92 एन