Zrychlení povrchu bez tření představuje, jak se těleso pohybuje na povrchu bez tření konstantní rychlostí.
Když je povrch bez tření, žádná síla působící na pohyb nezastaví jeho pohyb. Těleso tedy pokračuje v pohybu stejnou rychlostí. To je důvod, proč interpretujeme „bez tření“ jako „pohyb bez zastavení“. Případ žádného zrychlení se nazývá „zrychlení povrchu bez tření“.
Když se dvě tělesa zrychlují, aby se vzájemně posouvali, zažívají v místě kontaktu povrchů opačné síly, které je zpomalují. Jednou z protichůdných sil je a normální síla který působí kolmo k povrchu a druhý je a třecí síla který působí tečně k povrchu. Tyto protichůdné síly dodávají energii vnitřním částicím těla, které mění jejich meziatomové vzdálenosti, což vede ke zpomalení pohybu těla.
Tělesa s povrchy bez tření se nedeformují, protože jejich meziatomová vzdálenost zůstává během jejich pohybu stejná. Na takovém povrchu bez tření prochází středem normálová síla působící vzhůru. V důsledku toho má pohybující se tělo nulu točivý moment nebo nulové síly kolem jeho středu. To je důvod, proč síťové síly nemohou zpomalit nebo zrychlit těleso a nelze měnit rotační a translační pohyb tělesa.
Od nynějška pokud se těleso pohybuje po třecí ploše, bude se pohybovat navždy bez zrychlení nebo změny svého pohybu.
Povrch bez tření versus hrubý povrch (kredit: Shutterstock)
Přečtěte si více o Zrychlení nakloněné roviny.
Jaké je zrychlení na povrchu bez tření?
Zrychlení na povrchu bez tření je neustálý pohyb tělesa v nepřítomnosti reakční síly.
Zrychlení na jakémkoli povrchu je míra síly, kterou působí povrch. Třecí síla, která má zastavit pohyb, je na povrchu bez tření eliminována. Protože čisté síly působící na těleso jsou nulové, zrychlení na plochách bez tření je také nulové.
Zrychlení na různých površích
As První Newtonův pohybový zákon stavy – aplikovaná svalová síla přiměje tělo pohybovat se ve směru síly stejnou rychlostí. Tak jako Newtonův druhý zákon pohybu stavy – těleso je zrychlené, ekvivalentní aplik svalnatý síla.
F= ma …………………(*)
Na rozdíl od prvního zákona vysvětluje druhý zákon i situaci, ve které čistá síla působící na předmět není nulová. To znamená, že různé síly vytvářejí různá zrychlení objektu.
As Třetí Newtownův pohybový zákon stavy – existuje reakční síla pro působící sílu vyvíjenou povrchem druhého tělesa při tření mezi dvěma povrchy.
" třecí síla je přímo úměrná normálové síle. “
Fpeníze = μFN
Zatímco μ je koeficient tření.
Když povrch vyhladíme různými způsoby, snížíme koeficient tření μ povrchu, který závisí na drsnosti povrchu. Na takovém povrchu bez tření působí na těleso pouze normálová síla, ale podél jeho pohybu, když těleso začne klouzat. Žádné reakční síly nemohou bránit pohybu těla. Proto ο těleso se pohybuje ve vodorovném směru nebo po dráze působící síly s konstantní rychlost na povrchy bez tření.
Jako podle Newtonův pohybový zákontěleso se bude neustále pohybovat konstantním pohybem, pokud na něj nevyvíjíme malé množství síly. Obvykle působí třecí síla proti stálému pohybu. Ale na a povrch bez třenínení zde však žádná síla, která by vydržela pohyb. To je to, že tělo bude cestovat dál a dál.
Přečtěte si více o Newtonovy pohybové zákony.
Jak povrch bez tření ovlivňuje zrychlení?
Třecí plocha ovlivňuje zrychlení těla tím, že eliminuje třecí sílu, která brání pohybu.
Když tělo klouže po hrubém povrchu, rychle zpomalilo, aby se zastavilo v důsledku třecí síly. Pokud ale povrch vyhladíme, abychom eliminovali třecí sílu, těleso klouže dále. Tak třecí plocha ovlivňuje zrychlení karoserie, aby klouzala po přímé dráze donekonečna.
Předpokládejme, že aplikujeme tlačnou sílu na blok, který leží na stole. Za prvé, blok bude klouzat po povrchu stolu kvůli tlačné síle, ale po nějaké době se kvůli tomu zastaví třecí síla od stolu. Různé druhy tření síla – jako např klouzání tření a válcování tření, postavte se proti pohybu těla a zabraňte jeho sklouznutí.
Povrch bez tření ovlivňuje zrychlení
Pokud povrch stolu vyhladíme, čas, který uplyne mezi blokem, začne klouzat a zbytek se prodlouží. Předpokládejme, že povrch stolu se stane bez tření, takže jeho tření se stane téměř zanedbatelným. V takovém případě blok pokračuje v klouzání po přímé dráze, aniž by vyžadoval jakoukoli sílu, aby pokračoval na větší vzdálenost.
Povrch bez tření neumožňuje zrychlení žádnému předmětu, pokud je nezrychlíme vnější nevyváženou silou. např. upuštění. Jakékoli jiné síly použité paralelně s povrchem bez tření by způsobily, že by těleso sklouzlo, protože třecí síla chybí. Pohybující se těleso nemůže cestovat žádným bočním pohybem na povrchu bez tření.
Rovina bez tření v reálném životě neexistuje. Bez ohledu na svou neexistenci má letadlo bez tření významnou hodnotu při navrhování vozovek, motorů a motorů atd.
Přečtěte si více o Kluzné tření.
Jak zjistit zrychlení objektu na svahu bez tření?
Zrychlení na bez tření sklon je určen řešením gravitační síly na objektu na dvě složky.
Na svahu bez tření se objekt pohybuje rovnoběžně s rovinou. Normálová síla a gravitační kolmá složka se navzájem ruší, protože obě síly jsou ve stejném směru. Proto pouze gravitační paralelní složka urychluje objekt ve svahu bez tření.
Jakýkoli předmět zrychluje na povrchu nakloněné roviny bez tření. Můžeme buď změřit jeho zrychlení, nebo jej vypočítat určením složky hmotnosti při sestupu ze svahu a provedením Newtonův druhý zákon pohybu.
Když předmět klouže po svahu bez tření, povrch na něj působí normálovou silou N a gravitační síla je vyvíjena zemí, což je hmotnost předmětu. Normálová síla je kolmá a gravitační síla směřuje svisle dolů k povrchu.
Protože svah je bez tření, předmět zrychluje podél svahu a je dále zadržován rovnoběžně s jeho povrchem, jak postupuje. Proto musí být čistá síla, jako je normálová síla N a y-složka gravitační síly (mgcosθ), kolmá ke sklonu, nulová. Výsledkem je, že pouze x-složka gravitační síly (mgsinθ) je rovnoběžná se svahem – urychluje objekt na povrchu bez tření.
F = mgsinθ …………..(1)
Porovnání rovnice (*) a (1), dostaneme
ma = mgsinXNUMX
a = gsinθ ……………… (2)
Zatímco θ je úhel sklonu a g je úhel gravitační zrychlení nebo zrychlení způsobené gravitační silou.
Na povrchu bez tření je k urychlení objektu zapotřebí síla mgsinθ, která se zrychlí stejně jako gsinθ.
Zrychlení ve svahu bez tření
Při kontrole omezujících událostí na plochách bez tření si toho můžeme také všimnout
- Žádná síla podél vodorovného povrchu bez tření, protože úhel sklonu θ je nulový.
- Síla podél svislé třecí plochy je mg jako úhel sklonu θ = 90°.
Jaké je zrychlení předmětu klouzajícího po rampě bez tření?
Zrychlení předmětu klouzajícího po rampě bez tření je menší než zrychlení způsobené gravitační hodnotou.
Zrychlení předmětu na povrchu nakloněné rampy bez tření se rovná gsinθ. Rampa má možné úhly 0< θ<90°, což dává hodnoty 0
Jak jsme vysvětlili dříve, zrychlení na povrchu bez tření je gsinθ.
Jinými slovy, na povrchu bez tření se hmota objektu vyruší, což předpovídá, že jakýkoli objekt, bez ohledu na velikost a hmotnost, bude klouzat dolů po nakloněném povrchu bez tření se stejným zrychlením gsinθ.
Protože g= 9.8 m/s2 a 30 = XNUMX° pro šikmou rampu.
Nahrazení výše uvedených hodnot do rovnice (2), dostaneme
a = 9.8 sin 30°
a = 9.8 * ½
a = 4.9 m/s2
Jakýkoli objekt je typicky zrychlen rychlostí 4.9 m/s2 na povrchu bez tření na nakloněné rovině.
Jestliže objekt začne z klidu a poté urazí vzdálenost x, pohybuje se po rampě bez tření v čase t; ten z kinematická pohybová rovnice x=(1/2)at2 se stává, x=(1/2)gsinθt2
Můžeme zjistit, jak dlouho bude objekt trvat, než dosáhne dna rampy.
Všimněte si, že když je úhel nakloněné rampy 90°, předmět spadne volně dolů.
Přečtěte si více o Kinematické pohybové rovnice.
Také čtení:
- Dostředivá síla vs dostředivé zrychlení
- Jak najít hmotnost bez zrychlení
- Jak najít zrychlení se dvěma rychlostmi
- Jak zjistit míru zrychlení
- Jak najít zrychlení pomocí grafu polohy a času
- Jak se liší zrychlení od rychlosti
- Jak najít počet zrychlení
- Faktory ovlivňující zrychlení
- Jak zjistit tahovou sílu se zrychlením
- Jak zjistit zrychlení s úhlem a koeficientem kinetického tření 2
Dobrý den, jsem Manish Naik absolvoval magisterský titul z fyziky se specializací Solid-State Electronics. Mám tři roky zkušeností s psaním článků na téma fyzika. Psaní, jehož cílem bylo poskytnout přesné informace všem čtenářům, od začátečníků i odborníků.
Ve svém volném čase rád trávím čas v přírodě nebo navštěvuji historická místa.
Těšíme se na spojení přes LinkedIn –