Bezrozměrná fyzikální veličina, která udává interakci dvou objektů, se nazývá koeficienty.
Hodnota koeficientu kinetické tření se mění v závislosti na povaze použitého materiálu. Obecně platí, že koeficienty udávají poměr dvou veličin zapojených do akce. V tomto příspěvku diskutujme o tom, jak najít koeficient kinetického tření a jeho důsledky.
Jak zjistit koeficient kinetického tření
Uvažujme dvě plochy tak, že jedna plocha se pohybuje v kontaktu s druhou. The tření vždy odolává pohybu a nakonec zastaví pohyb plochy v opačném směru pohybu.
Obecný vzorec k nalezení koeficient tření je dán poměrem třecí síly a normálové reakce působící na plochy v kolmém směru.
Přeuspořádáním výše uvedeného výrazu můžeme také zjistit kinetické tření.
Jak vypočítat nejistotu koeficientu kinetického tření
Nejistota vzniká v důsledku nesprávného vyrovnání souřadnicových os ve směru pohybu. Spolu s normálovou silou působí na soustavu tangenciální síla. Tato tangenciální síla vysvětluje výskyt nejistoty koeficientu kinetického tření.
Hodnota koeficientu se neměří přímo experimentem. Určuje se výpočtem všech sil působících na systém a úhlu sklonu systému objekt s povrchem.
Obecný výraz pro koeficient kinetické tření darováno
Uvažujme klouzání předmětu v rovině. Posouvání objektu je vzato pro různé úhly objektu podél roviny pro různé případy. Poté vypočítejte koeficient kinetického tření pro všechny úhly.
Výše uvedené tvrzení říká, že hodnota koeficientu kinetického tření se mění se změnou úhlu. Tato odchylka je způsobena nejistotou koeficientu kinetického tření. Pojďme studovat, jak najít koeficient kinetického tření s nejistotou.
Spolu s normálovou silou FNtangenciální síla také přispívá k vývoji třecí síly. To vede k chybě při výpočtu koeficientu kinetického tření. Měření nejistoty kompenzuje chybu, která se vyskytla při výpočtu.
Normálová síla působí podél osy Y a úhel vychýlení je β. A tangenciální síla působí podél osy X s nesouosým úhlem α. Tyto normální a tangenciální síly jsou v kontaktu a výsledná síla podél os X a Y je dána vztahem
FX =FF cosα + FN sinα
FX = µK FN cosα + FN sinα
FX =FN (µK cosα + sinα)
Podobně pro osu Y
FY =FN cosβ – FF hřích β
FY =FN (cosβ – µK sinβ) Řešením výsledných sil je dána nejistota ve tření jako
Aby bylo možné vypočítat kombinovanou standardní nejistotu měření, musí být standardní funkce nejistoty standardní hodnotou vstupních hodnot a parciálních derivací koeficientu tření. Zákon o "propagace nejistoty" nám pomáhá zadat standardní hodnotu nejistoty tření. Je to dáno rovnicí.
Kde, u je nejistota daného systému.
Při diferenciaci jednotlivých proměnných dostaneme standardní hodnotu nejistoty koeficientu kinetického tření.
To dává standardní hodnotu nejistoty pro vstupní síly působící na systém. Dosazením těchto hodnot do parciální derivační rovnice získáme hodnotu nejistoty.
Jak vypočítat koeficient kinetického tření bez hmotnosti
Pro výpočet koeficientu kinetického tření bez hmotnosti uvažujme blok pohybující se po rovném povrchu. Blok hmoty „m“ se pohybuje se zrychlením „a“ ve směru působící síly. Normálová síla působící mezi blokem a povrchem je FN která je kolmá na pohyb kvádru. Víme, že třecí síla působení mezi blokem a povrchem pro zpomalení pohybu je dáno rovnicí,
FK = µK FN
Podle druhého Newtonova pohybového zákona se síla působící na pohybující se těleso rovná hmotnosti krát zrychlení.
F = m* a
Normálová síla je ovlivněna gravitační silou danou jako
FN = m*g
Dosazením do rovnice třecí síly dostaneme
FK = µK m*g
Protože se těleso pohybuje a síla působící na blok je kinetická třecí síla, lze Newtonův zákon upravit jako
FK = m* a
Porovnáním výše uvedených dvou rovnic dostaneme,
µK m*g = m* a
µK g = a Přeuspořádáním rovnice, kterou dostaneme,
To dává hodnotu koeficientu kinetického tření.
Často kladené otázky
Poskytuje výpočet kinetického tření bez hmotnosti stejnou hodnotu koeficientu získaného uvažováním hmotnosti?
Ano, hodnota součinitele kinetického tření s uvažováním hmotnosti nebo bez ní je stejná.
Protože tření je veličina, která je nezávislá na absolutní hmotnosti systému, hmotnost neovlivňuje hodnotu tření zahrnutého v procesu. Koeficient kinetického tření tedy zůstává nezměněn s hmotností předmětu nebo bez něj.
Ovlivňuje povaha materiálu koeficient kinetického tření?
Koeficient kinetického tření je číselná hodnota, která svědčí o přítomnosti třecí síly mezi předměty.
Protože tření je ovlivněno povahou materiálu, je tak zřejmé, že jeho koeficient je také do značné míry ovlivněn povahou materiálu.
Co je potřeba k nalezení koeficientu kinetického tření pohybujícího se předmětu?
Bez koeficientu kinetického tření je poměrně obtížné měřit sílu, která způsobuje, že objekt brání jeho pohybu.
Tření je vždy úměrné normální kolmé reakci mezi povrchy. Tento vztah úměrnosti je specifikován bezrozměrnou veličinou zvanou koeficient. Koeficient kinetického tření měří absolutní hodnotu třecí síly, která zastaví pohybující se předmět.
Může být hodnota koeficientu kinetického tření větší než 1?
Obecně se hodnota koeficientu kinetického tření pohybuje od 0 do 1. Někdy udává hodnotu koeficientu přesahující 1.
Pokud je vliv třecí síly silnější než kolmá reakce mezi dvěma pohybujícími se povrchy, hodnota koeficientu kinetického tření vykazuje hodnotu větší než 1. Maximální třecí síla přiměje objekt omezit svůj pohyb tak, že se automaticky zvýší koeficient kinetického tření. úměrně.
Vede větší koeficient kinetického tření k ztrátě energie?
Ztráta energie v důsledku tření může být popsána pomocí zákona o zachování energie.
Větší koeficient kinetického tření znamená, že třecí síla je silnější než použitá síla. Náročným úkolem je udržet tělo v pohybu za přítomnosti tření. K udržení těla v pohybu je tedy potřeba hodně síly. Maximální síla vynaložená k udržení těla v pohybu způsobuje Kinetická energie rozptyl uvolňovaný ve formě tepla.
