Indhold
Som en kraft, der er imod bevægelse, reducerer friktion altid accelerationen. Friktion opstår mellem interaktion mellem et objekt og en overflade. Dets størrelse afhænger af egenskaberne for både overfladen og objektet, og om objektet bevæger sig eller ej. Friktion kan være resultatet af et samspil mellem to faste objekter, men det behøver ikke at være det. Lufttræk er en type friktionskraft, og du kan endda behandle samspillet mellem en solid krop, der bevæger sig på eller gennem vandet, som en friktionsinteraktion.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Friktionskraften afhænger af massen af en genstand plus den glidende friktionskoefficient mellem objektet og den overflade, den glider på. Trækk denne kraft fra den anvendte kraft for at finde objektets acceleration. Formlen er acceleration (a) er lig med friktion (F) divideret med dens masse (m) eller a = F ÷ m i henhold til Newtons anden lov.
Sådan beregnes friktionskraft
Kraft er en vektormængde, hvilket betyder, at du skal overveje den retning, den fungerer i. Der findes to hovedtyper af friktionskræfter: den statiske kraft (Fst) og glidekraften (Fsl). Selvom de handler i den modsatte retning af den retning, som et objekt bevæger sig i, er den normale kraft (FN) producerer disse kræfter, der virker vinkelret på bevægelsesretningen. FN er lig med genstandens vægt plus eventuelle yderligere vægte. For eksempel, hvis du trykker ned på en blok af træ på et bord, øger du den normale kraft, og dermed øger den friktionskraften.
Både statisk og glidende friktion afhænger af egenskaberne ved det bevægelige legeme og den overflade, langs hvilket det bevæger sig. Disse egenskaber kvantificeres i statiske koefficienter (µst) og glidning (µsl) friktion. Disse koefficienter er dimensionløse og er blevet tabuleret til mange almindelige genstande og overflader. Når du har fundet den der gælder i din situation, beregner du friktionskræfterne ved hjælp af disse ligninger:
Fst = µst × FN
Fsl = µsl × FN
Beregning af acceleration
Newtons anden lov siger, at accelerationen af et objekt (a) er proportional med den kraft (F), der påføres det, og proportionalitetsfaktoren er objekternes masse (m). Med andre ord: F = ma. Hvis du er interesseret i acceleration, skal du omarranger ligningen for at læse a = F ÷ m.
Kraft er en vektormængde, hvilket betyder, at du skal overveje den retning, den fungerer i. Der findes to hovedtyper af friktionskræfter: den statiske kraft (Fst) og glidekraften (Fsl). Selvom de handler i den modsatte retning af den retning, som et objekt bevæger sig i, er den normale kraft (FN) producerer disse kræfter, der virker vinkelret på bevægelsesretningen. FN er lig med genstandens vægt plus eventuelle yderligere vægte. For eksempel, hvis du trykker ned på en blok af træ på et bord, øger du den normale kraft, og dermed øger den friktionskraften.
Den samlede kraft (F) på et genstand, der udsættes for friktion, er lig med summen af den anvendte kraft (Fapp) og friktionskraften (Ffr). Men da friktionskraften modsætter sig bevægelse, er dens negative i forhold til fremadkraften, så F = Fapp - Ffr. Friktionskraften er produktet af friktionskoefficienten og den normale kraft, som i mangel af ekstra nedadgående kræfter, er objektets vægt. Vægt (w) er defineret som massens (m) af et objekt gange tyngdekraften (g): FN = w = mg.
Du er nu klar til at beregne accelerationen af et masseobjekt (m) underlagt en anvendt kraft Fapp og en friktionskraft. Da objektet bevæger sig, bruger du glidende friktionskoefficient for at få dette resultat:
a = (Fapp - µsl × mg) ÷ m