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ज्यादातर लोग घर्षण को सहज तरीके से समझते हैं। जब आप किसी सतह के साथ किसी वस्तु को धकेलने की कोशिश करते हैं, तो वस्तु और सतह के बीच का संपर्क आपके धक्के को एक निश्चित धकेलने की शक्ति तक बढ़ा देता है। घर्षण बल की गणना गणितीय रूप से आमतौर पर "घर्षण के गुणांक" में होती है, जो बताता है कि गति का विरोध करने के लिए दो विशिष्ट सामग्री "एक साथ छड़ी" और वस्तु के द्रव्यमान से संबंधित "सामान्य बल" नामक कुछ है। लेकिन यदि आप घर्षण के गुणांक को नहीं जानते हैं, तो आप बल कैसे काम करते हैं? आप इसे एक मानक परिणाम ऑनलाइन देख कर या एक छोटा सा प्रयोग करके या तो प्राप्त कर सकते हैं।
प्रायोगिक रूप से घर्षण बल को खोजना
प्रश्न में ऑब्जेक्ट का उपयोग करें और सतह के एक छोटे से हिस्से को आप एक झुकाव रैंप स्थापित करने के लिए स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित कर सकते हैं। यदि आप पूरी सतह या पूरी वस्तु का उपयोग नहीं कर सकते हैं, तो बस उसी सामग्री से बनी किसी चीज का उपयोग करें। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास एक सतह के रूप में टाइल वाली मंजिल है, तो आप रैंप बनाने के लिए एकल टाइल का उपयोग कर सकते हैं। यदि आपके पास ऑब्जेक्ट के रूप में एक लकड़ी की अलमारी है, तो लकड़ी से बना एक अलग, छोटी वस्तु का उपयोग करें (आदर्श रूप से लकड़ी पर एक समान खत्म के साथ)। आप वास्तविक स्थिति के जितना करीब होंगे, आपकी गणना उतनी ही सटीक होगी।
सुनिश्चित करें कि आप किताबों की एक श्रृंखला या कुछ इसी तरह की स्टैकिंग करके रैंप के झुकाव को समायोजित कर सकते हैं, जिससे आप इसकी अधिकतम ऊंचाई तक छोटे समायोजन कर सकते हैं।
सतह जितनी अधिक झुकी होगी, गुरुत्वाकर्षण के कारण जितना अधिक बल होगा वह रैंप को नीचे खींचने का काम करेगा। घर्षण का बल इसके खिलाफ काम करता है, लेकिन किसी समय, गुरुत्वाकर्षण के कारण बल इसे खत्म कर देता है। यह आपको इन सामग्रियों के लिए घर्षण के अधिकतम बल को बताता है, और भौतिक विज्ञानी इसका वर्णन स्थैतिक घर्षण के गुणांक के माध्यम से करते हैं (μस्थिर)। प्रयोग आपको इसके लिए मूल्य खोजने की अनुमति देता है।
एक उथले कोण पर सतह के ऊपर ऑब्जेक्ट को रखें जो इसे रैंप से नीचे स्लाइड नहीं करेगा। धीरे-धीरे अपने स्टैक में पुस्तकों या अन्य पतली वस्तुओं को जोड़कर रैंप की झुकाव बढ़ाएं, और सबसे तेज झुकाव को ढूंढें जो आप इसे ऑब्जेक्ट को बिना हिलाए रख सकते हैं। आप पूरी तरह से सटीक उत्तर पाने के लिए संघर्ष करेंगे, लेकिन गणना के लिए आपका सबसे अच्छा अनुमान सही मूल्य के करीब होगा। इस झुकाव पर रैंप की ऊंचाई और रैंप के आधार की लंबाई को मापें। आप फर्श के साथ समकोण त्रिकोण बनाने और त्रिकोण की लंबाई और ऊंचाई को मापने के रूप में रैंप का अनिवार्य रूप से इलाज कर रहे हैं।
स्थिति के लिए गणित बड़े करीने से काम करता है, और यह पता चलता है कि झुकाव के कोण का स्पर्शरेखा आपको गुणांक का मूल्य बताता है। इसलिए:
μस्थिर = तन (θ)
या, क्योंकि तन = विपरीत / आसन्न = आधार / ऊंचाई की लंबाई, आप गणना करते हैं:
μस्थिर = तन (रैंप की लंबाई / ऊंचाई)
अपनी विशिष्ट स्थिति के लिए गुणांक के मान को खोजने के लिए इस गणना को पूरा करें।
टिप्स
एफ = μस्थिर एन
जहां "एन“सामान्य बल के लिए खड़ा है। एक सपाट सतह के लिए, इसका मूल्य वस्तु के वजन के बराबर है, इसलिए आप इसका उपयोग कर सकते हैं:
एफ = μस्थिर मिलीग्राम
यहाँ, म वस्तु का द्रव्यमान है और जी गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (9.8 m / s है2).
उदाहरण के लिए, पत्थर की सतह पर लकड़ी का घर्षण गुणांक होता है μस्थिर = 0.3, इसलिए एक पत्थर की सतह पर 10 किलोग्राम (किलो) लकड़ी की अलमारी के लिए इस मूल्य का उपयोग करना:
एफ = μस्थिर मिलीग्राम
= 0.3 × 10 किग्रा × 9.8 मी। / से2
= 29.4 न्यूटन
प्रयोग के बिना घर्षण के बल का पता लगाना
अपने दो पदार्थों के बीच घर्षण के गुणांक का पता लगाने के लिए ऑनलाइन देखें। उदाहरण के लिए, डामर पर एक कार टायर का गुणांक है μस्थिर = 0.72, लकड़ी पर बर्फ है μस्थिर = ईंट पर 0.05 और लकड़ी है μस्थिर = ०.६। अपनी स्थिति के लिए मूल्य खोजें (यदि आप स्टेशनरी से घर्षण की गणना नहीं कर रहे हैं, तो स्लाइडिंग गुणांक का उपयोग करना शामिल है) और इसका एक नोट बनाएं।
निम्नलिखित समीकरण आपको घर्षण बल की ताकत बताता है (स्थैतिक घर्षण गुणांक के साथ):
एफ = μस्थिर एन
यदि आपकी सतह समतल और जमीन के समानांतर है, तो आप इसका उपयोग कर सकते हैं:
एफ = μस्थिर मिलीग्राम
यदि यह नहीं है, तो सामान्य बल कमजोर है। इस मामले में, झुकाव के कोण का पता लगाएं θ, और गणना:
एफ = कॉस (θ) μस्थिर मिलीग्राम
उदाहरण के लिए, लकड़ी पर बर्फ के 1 किलो के ब्लॉक का उपयोग करते हुए, 30 ° तक झुका हुआ और जो याद रहे जी = 9.8 मी। / से2, यह देता है:
एफ = कॉस (θ) μस्थिर मिलीग्राम
= cos (30 °) × 0.05 × 1 kg × 9.8 m / s2
= 0.424 न्यूटन