Tezlanish ma'lum bo'lsa, ishqalanish koeffitsienti qanday topiladi. Sirpanish ishqalanish koeffitsienti qanday aniqlanadi? Ishqalanish kuchi birliklari
Ta'rif
Ishqalanish kuchi jismlarning nisbiy harakati (yoki harakatga urinish) paytida paydo bo'ladigan va harakatga qarshilik natijasi bo'lgan kuch deb ataladi muhit yoki boshqa organlar.
Ishqalanish kuchlari jismlar (yoki ularning qismlari) bir-biriga nisbatan harakat qilganda paydo bo'ladi. Bunday holda, aloqa qiluvchi jismlarning nisbiy harakati paytida paydo bo'ladigan ishqalanish tashqi deyiladi. Bir qattiq jismning qismlari (gaz, suyuqlik) o'rtasida paydo bo'ladigan ishqalanish ichki deyiladi.
Ishqalanish kuchi ishqalanish yuzalariga (qatlamlariga) teginish bo'ylab yo'nalishga ega bo'lgan vektordir. Bundan tashqari, bu kuch ushbu sirtlarning (qatlamlarning) nisbiy siljishiga qarshi turishga qaratilgan. Demak, agar suyuqlikning ikki qatlami bir-birining ustida harakatlansa, har xil tezlikda harakatlansa, u holda yuqori tezlikda harakatlanuvchi qatlamga qo'llaniladigan kuch harakatga qarama-qarshi yo'nalishga ega bo'ladi. Pastroq tezlikda harakatlanadigan qatlamga ta'sir qiluvchi kuch harakat bo'ylab yo'naltiriladi.
Ishqalanish turlari
Qattiq jismlarning sirtlari orasidagi ishqalanish quruq deb ataladi. Bu nafaqat yuzalar siljishida, balki sirtlarni harakatga keltirishga harakat qilganda ham sodir bo'ladi. Bunday holda, statik ishqalanish kuchi paydo bo'ladi. Harakatlanuvchi jismlar orasida paydo bo'ladigan tashqi ishqalanish kinematik deyiladi.
Quruq ishqalanish qonunlari shuni ko'rsatadiki, statik ishqalanishning maksimal kuchi va toymasin ishqalanish kuchi ishqalanishga duchor bo'lgan aloqa qiluvchi jismlarning aloqa yuzalarining maydoniga bog'liq emas. Ushbu kuchlar ishqalanish yuzalarini bosadigan normal bosim kuchi (N) moduliga proportsionaldir:
qayerda ishqalanishning o'lchovsiz koeffitsienti (dam olish yoki sirpanish). Bu koeffitsient ishqalanadigan jismlarning sirtlarining tabiati va holatiga, masalan, pürüzlülük mavjudligiga bog'liq. Agar ishqalanish sirpanish natijasida yuzaga kelsa, u holda ishqalanish koeffitsienti tezlik funktsiyasidir. Ko'pincha ishqalanish koeffitsienti o'rniga ishqalanish burchagi ishlatiladi, bu quyidagilarga teng:
Burchak tekislikning ufqqa moyilligining minimal burchagiga teng bo'lib, bu tekislikda yotgan jism tortishish kuchi ta'sirida siljiy boshlaydi.
Ishqalanish qonuni aniqroq hisoblanadi, bu ishqalanishga duchor bo'lgan jismlarning molekulalari orasidagi tortishish kuchlarini hisobga oladi:
qaerda S - umumiy maydoni jismlarning aloqasi, p 0 - molekulyar tortishish kuchlari tufayli yuzaga keladigan qo'shimcha bosim haqiqiy ishqalanish koeffitsienti hisoblanadi.
O'rtasidagi ishqalanish qattiq tana suyuqlik (yoki gaz) esa yopishqoq (suyuqlik) deb ataladi. Agar jismlarning nisbiy harakatining tezligi yo'qolsa, yopishqoq ishqalanish kuchi nolga aylanadi.
Tana suyuqlik yoki gazda harakat qilganda, muhitning qarshilik kuchlari paydo bo'ladi, bu ishqalanish kuchlaridan sezilarli darajada oshishi mumkin. Sirpanish ishqalanish kuchining kattaligi tana sirtining shakli, hajmi va holatiga, jismning muhitga nisbatan tezligiga va muhitning yopishqoqligiga bog'liq. Juda yuqori tezlikda ishqalanish kuchi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
bu erda minus belgisi ishqalanish kuchi tomon yo'naltirilganligini bildiradi qarama-qarshi yo'nalish tezlik vektori. Yopishqoq muhitdagi jismlarning tezligi ortishi bilan chiziqli qonun (4) kvadratik bo'ladi:
Koeffitsientlar va sezilarli darajada jismlarning shakli, o'lchami, sirtlari holati, muhitning yopishqoqligi bilan bog'liq.
Bundan tashqari, dumalab ishqalanish farqlanadi.Birinchi taxminga ko'ra, dumalab ishqalanish quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
Bu erda k - dumalab ishqalanish koeffitsienti, u uzunlik o'lchamiga ega va aloqa qiladigan jismlarning materialiga va yuzalarning sifatiga va hokazolarga bog'liq. N - normal bosim kuchi, r - dumaloq jismning radiusi.
Ishqalanish kuchi birliklari
Ishqalanish kuchini o'lchashning asosiy SI birligi (har qanday boshqa kuch kabi): [P] = H
SGSda: [P] = dyn.
Muammoni hal qilishga misollar
Misol
Mashq qilish. Gorizontal diskda kichik tana yotadi. Disk burchak tezligi bilan tekislikka perpendikulyar bo'lgan markazdan o'tadigan o'q atrofida aylanadi. Agar disk va jism orasidagi ishqalanish koeffitsienti bo'lsa, jism disk markazidan qancha masofada muvozanatda bo'lishi mumkin?
Yechim. 1-rasmda aylanuvchi diskda joylashgan jismga ta'sir qiladigan kuchlarni tasvirlaymiz.
Nyutonning ikkinchi qonuniga muvofiq, bizda:
(1.1) tenglamadan Y o'qiga proyeksiya qilishda biz quyidagilarni olamiz:
X o'qiga proektsiyada bizda quyidagilar mavjud:
bu erda kichik jismning harakatining tezlashishi kattaligi bo'yicha umumiy tezlanishning normal komponentiga teng. Tinchlik kuchlarini quyidagicha topamiz:
(1.2) ifodani hisobga olamiz, keyin bizda:
(1.3) va (1.5) iboralarning o'ng tomonlarini tenglashtiramiz:
bu erda kichik tana (u diskda dam olayotgani uchun) ga teng tezlikda harakat qiladi.
Ishqalanish - bu bizning dunyomizdagi harakatning o'zi bo'lmagan jismoniy jarayon. Fizikada ishqalanish kuchining mutlaq qiymatini hisoblash uchun ko'rib chiqilayotgan ishqalanish yuzalari uchun maxsus koeffitsientni bilish kerak. Bu savolga ushbu maqola javob beradi.
Fizikada ishqalanish
Ishqalanish koeffitsientini qanday topish mumkin degan savolga javob berishdan oldin ishqalanish nima ekanligini va u qanday kuch bilan tavsiflanishini ko'rib chiqish kerak.
Fizikada qattiq jismlar orasida sodir bo'ladigan bu jarayonning uch turi mavjud. Bu sirpanish va dumaloq. Tinch holatda ishqalanish har doim tashqi kuch jismni harakatga keltirishga harakat qilganda sodir bo'ladi. Slip Friction, nomidan ko'rinib turibdiki, bir sirt boshqasi ustidan sirpanganda sodir bo'ladi. Nihoyat, dumaloq narsa (g'ildirak, to'p) qandaydir sirt ustida aylanayotganda dumaloq ishqalanish sodir bo'ladi.
Barcha turlar har qanday harakatga to'sqinlik qilishi va ularning kuchlarini qo'llash nuqtasi ikkita ob'ektning sirtlari bilan aloqa qilish sohasida ekanligi bilan birlashtirilgan. Shuningdek, bu turlarning barchasi mexanik energiyani issiqlikka aylantiradi.
Sürgülü va statik ishqalanish kuchlari ishqalanadigan yuzalarda mikroskopik pürüzlülük tufayli yuzaga keladi. Bundan tashqari, bu turlar dipol-dipol va ishqalanish jismlarini hosil qiluvchi atomlar va molekulalar orasidagi boshqa turdagi o'zaro ta'sirlarga bog'liq.
Dumalab ishqalanishning sababi elastik deformatsiyaning histerizisi bilan bog'liq bo'lib, u dumaloq ob'ekt va sirt o'rtasidagi aloqa nuqtasida paydo bo'ladi.
Ishqalanish kuchi va ishqalanish koeffitsienti
Har uch turdagi qattiq ishqalanish kuchlari bir xil shaklga ega bo'lgan iboralar bilan tavsiflanadi. Keling, beraylik:
Bu erda N - tana yuzasiga perpendikulyar ta'sir qiluvchi kuch. Bu qo'llab-quvvatlash reaktsiyasi deb ataladi. µ t qiymati mos keladigan ishqalanish turining koeffitsienti deb ataladi.
Sirpanish va statik ishqalanish koeffitsientlari o'lchovsiz kattaliklardir. Agar ishqalanish kuchi va ishqalanish koeffitsientining tengligini ko'rib chiqsak, buni tushunish mumkin. Tenglikning chap tomoni Nyutonda, o'ng tomoni ham Nyutonda ifodalanadi, chunki N qiymati kuchdir.
Dumalab ishqalanishga kelsak, uning koeffitsienti ham o'lchovsiz miqdor bo'ladi, lekin u elastik deformatsiyaning chiziqli xarakteristikasining dumaloq ob'ektning radiusiga nisbati sifatida aniqlanadi.
Aytish kerakki, birlikning o'ndan bir qismi toymasin va dam olish ishqalanish koeffitsientlarining odatiy qiymatlari hisoblanadi. Ushbu koeffitsient uchun birlikning yuzdan va mingdan bir qismiga to'g'ri keladi.
Ishqalanish koeffitsienti qanday topiladi?
µ t koeffitsienti matematik jihatdan hisobga olish qiyin bo'lgan bir qator omillarga bog'liq. Keling, ulardan ba'zilarini sanab o'tamiz:
- ishqalanish yuzalarining materiali;
- sirtni tugatish sifati;
- axloqsizlik, suv va boshqalar mavjudligi;
- sirt harorati.
Shuning uchun m t uchun formula yo'q va uni eksperimental tarzda o'lchash kerak. Ishqalanish koeffitsientini qanday topishni tushunish uchun uni F t formulasidan ifodalash kerak. Bizda ... bor:
Ma'lum bo'lishicha, m t ni bilish uchun tayanchning ishqalanish kuchi va reaktsiyasini topish kerak.
Tegishli tajriba quyidagicha amalga oshiriladi:
- Tana va samolyotni oling, masalan, yog'ochdan yasalgan.
- Ular dinamometrni tanaga bog'lab, uni sirt ustida bir tekis siljitadi.
Bunda dinamometr qandaydir kuchni ko'rsatadi, bu F t ga teng. gorizontal yuzada tananing og'irligiga teng.
Ta'riflangan usul statik va toymasin ishqalanish koeffitsienti nimaga teng ekanligini tushunishga imkon beradi. Xuddi shunday, siz m t prokatni eksperimental ravishda aniqlashingiz mumkin.
m t ni aniqlashning yana bir eksperimental usuli keyingi bobda masala ko'rinishida keltirilgan.
mt ni hisoblash muammosi
Yog'och blok shisha yuzasida joylashgan. Sirtni silliq egib, barning siljishi 15 o qiyalik burchagidan boshlanishi aniqlandi. Yog'och-shisha juftligi uchun statik ishqalanish koeffitsienti qanday?
Bar yoqilganda eğimli tekislik 15 o da, keyin tinch holatda u uchun ishqalanish kuchi maksimal qiymatga ega edi. U quyidagilarga teng:
N kuchi quyidagi formula bilan aniqlanadi:
µ t uchun formulani qo'llash orqali biz quyidagilarni olamiz:
µ t = F t / N = m * g * sin (a) / (m * g * cos (a)) = tg (a).
a burchakni almashtirib, javobga kelamiz: m t = 0,27.
Ishqalanish kuchi - bu harakat paytida ikki sirt o'zaro ta'sir qiladigan miqdor. Bu jismlarning xususiyatlariga, harakat yo'nalishiga bog'liq. Ishqalanish tufayli tananing tezligi pasayadi va tez orada to'xtaydi.
Ishqalanish kuchi tayanch va ob'ektning maydoniga bog'liq bo'lmagan yo'nalish qiymatidir, chunki maydonni ko'chirish va oshirishda tayanchning reaktsiya kuchi ortadi. Bu qiymat ishqalanish kuchini hisoblashda ishtirok etadi. Natijada, Ftr = N * m. Bu erda N - qo'llab-quvvatlashning reaktsiyasi va m - koeffitsient, bu juda aniq hisob-kitoblarga ehtiyoj bo'lmasa, doimiy qiymatdir. Ushbu formuladan foydalanib, siz harakatga oid masalalarni echishda hisobga olinishi kerak bo'lgan surma ishqalanish kuchini hisoblashingiz mumkin. Agar tana sirtda aylansa, unda aylanish kuchi formulaga kiritilishi kerak. Keyin ishqalanishni Ftrkach = f * N / r formulasi bilan topish mumkin. Formulaga ko'ra, tana aylanayotganda uning radiusi muhim ahamiyatga ega. f qiymati tana va sirt qanday materialdan yasalganligini bilish orqali topiladigan koeffitsientdir. Bu jadvalda ko'rsatilgan koeffitsient.Ishqalanishning uchta kuchi mavjud:
- dam olish;
- sirpanish;
- dumalab.
Bilish jismoniy xususiyatlar jismlar va jismga ta'sir etuvchi kuchlar, siz ishqalanish kuchini osongina hisoblashingiz mumkin.
Laboratoriya ishi№ 3 «O'lchov koeffitsienti toymasin ishqalanish "
Ishning maqsadi: F tr = = mR formuladan foydalanib, yog'och o'lchagich bo'ylab sirg'alib ketayotgan yog'och barning ishqalanish koeffitsientini topish. Dinamometrdan foydalanib, gorizontal yuzada og'irliklari bo'lgan barni o'rtacha harakatlanishi uchun qanday kuch bilan tortib olish kerakligini aniqlang. Bu kuch kattaligi bo'yicha barga ta'sir etuvchi F tr ishqalanish kuchiga teng. Xuddi shu dinamometrdan foydalanib, siz yuk bilan barning og'irligini topishingiz mumkin. Bu og'irlik mutlaq qiymatda barning sirg'anadigan sirtidagi odatiy N bosimining kuchiga teng. Shu tarzda ishqalanish kuchining qiymatlarini aniqlagandan so'ng turli ma'nolar oddiy bosim kuchlari, siz F tr ning P va ga bog'liqligi grafigini qurishingiz kerak toping o'rtacha qiymati ishqalanish koeffitsienti(2-sonli ishga qarang).
Ishqalanish koeffitsienti - Tajriba va tajribalarda fizika
Bu ishda asosiy o'lchash moslamasi dinamometrdir. Dinamometrning xatosi D d = 0,05 N. Agar ko'rsatkich shkalaning zarbasiga to'g'ri kelsa, u o'lchash xatosiga teng bo'ladi. Agar o'lchash jarayonida ko'rsatgich shkalaning zarbasiga to'g'ri kelmasa (yoki o'zgarib tursa), unda kuchni o'lchashdagi xatolik DF = 0,1 N ga teng bo'ladi.
O'lchov asboblari: dinamometr.
Materiallar: 1) yog'och blok; 2) yog'och o'lchagich; 3) og'irliklar to'plami.
Ish tartibi.
1. Blokni gorizontal yog'och o'lchagichga joylashtiring. Blokka yuk qo'ying.
2. Dinamometrni barga biriktirgandan so'ng, uni to'g'ri chetidan iloji boricha o'rtacha torting. Bularning barchasi bilan dinamometr ko'rsatkichini o'lchang.
3. Blok va vaznni torting.
4. Birinchi vaznga 2-, 3-chi og'irliklarni qo'shing, har safar bar va og'irliklarni torting va ishqalanish kuchini o'lchang.
O'lchov natijalariga asoslanib, jadvalni to'ldiring:
5. O‘lchov natijalari asosida ishqalanish kuchining bosim kuchiga bog‘liqligi grafigini tuzing va undan foydalanib, o‘rtacha qiymatni aniqlang. koeffitsienti ishqalanish m cf (2-sonli ishga qarang).
6. Ishqalanish koeffitsientini o'lchashda eng yuqori nisbiy xatolikni hisoblang. Chunki.
(2-sonli ishning (1) formulasiga qarang).
(1) formuladan kelib chiqadiki, ishqalanish koeffitsienti bitta yuk bilan tajribada kattaroq xato bilan o'lchangan (chunki Ushbu holatda maxrajlar kamroq ahamiyatga ega).
7. Mutlaq xatolikni toping.
va javobni quyidagi shaklda yozing:
Yog'och o'lchagich bo'ylab sirpanadigan yog'och barning sirpanish ishqalanish koeffitsientini topish talab qilinadi.
Sirpanish ishqalanish kuchi.
bu erda N - tayanchning reaktsiyasi; m - ko.
toymasin ishqalanish koeffitsienti, bu erdan m = F tr / N;
Ishqalanish kuchining moduli toymasin sirtga parallel ravishda yo'naltirilgan kuchga teng bo'lib, u yuk bilan barning bir tekis harakatlanishi uchun zarurdir. Qo'llab-quvvatlash reaktsiyasining moduli yuk bilan barning og'irligiga teng. Ikkala kuch ham maktab dinamometri bilan o'lchanadi. Barni o'lchagich bo'ylab harakatlantirganda, dinamometr ko'rsatkichlari o'zgarmasligi va ularni aniqroq topishi uchun uning bir tekis harakatlanishiga erishish juda muhimdir.
P, N yuk bilan barning og'irligi.
Nisbiy xatoni hisoblaymiz:
Ko'rinib turibdiki, katta nisbiy xato minimal yuk bilan tajribada bo'ladi, chunki maxraj kichikroq.
Keling, mutlaq xatoni hisoblaylik.
Tajribalar natijasida olingan surma ishqalanish koeffitsientini quyidagicha yozish mumkin: m = 0,35 ± 0,05.
Uni sichqoncha bilan tanlang va CTRL ENTER tugmasini bosing.
Veb-saytni yaxshilashga yordam bergan barchaga katta rahmat! =)
Tezislar
Qanday qilib kuch topish mumkin surma ishqalanish f ishqalanish formulasi. Ishqalanish kuchi formulasi. U har doim mavjud, chunki butunlay silliq jismlar yo'q. Ishqalanish kuchini toping. Ishqalanish koeffitsienti qanday topiladi Ishqalanish koeffitsienti. Ishqalanish kuchini toping. Ishqalanish kuchi formulasi. Soqolsiz avtomobil qismlari Oldin toping ishqalanish kuchi, ishqalanish koeffitsienti. Ishqalanish kuchi. Ishqalanish kuchlari, deyarli barcha holatlarda bo'lgani kabi, kuchga yaqin surma ishqalanish mumkin. FRIKSIYON KOEFFITSIENT - FRIKSIYON KOEFFITSIENT nima? Agar jismning og'irligini N deb belgilasak va FRICTION koeffitsienti m bo'lsa, dam olish kuchini aniqlaydi. Ishqalanish koeffitsienti Bu kuch turli qalinlikni engish kerak - qanday qilib. Laboratoriya ishi No3 “Ishqalanish koeffitsientini o'lchash. GDZ k Laboratoriya ishi No3 «Imkon qadar ishqalanish koeffitsientini o'lchash kuch ishqalanish. Javoblar | Laboratoriya. Koeffitsientni aniqlash ishqalanish O'lchagichni ishlatish kabi, yo'nalishlarda tortishish. Agar ishqalanish bo'lmasa - biz hisobga olayotganga o'xshaydi ishqalanish koeffitsienti Oddiy f kuchini hisoblang.
Sürgülü ishqalanish koeffitsientini ikki usulda o'lchash kerak.
Birinchi usul dinamometr bilan gorizontal yuzada og'irliklari bo'lgan barni bir tekis harakatlanishi uchun tortish kerak bo'lgan kuchni o'lchashdan iborat. Bu kuch mutlaq qiymatda barga ta'sir etuvchi ishqalanish kuchiga teng. Xuddi shu dinamometrdan foydalanib, siz og'irliklar haqida barning og'irligini topishingiz mumkin P. Bu og'irlik barning sirg'anadigan yuzasiga normal bosimining kuchiga teng. Shu tarzda aniqlab, siz ishqalanish koeffitsientini topishingiz mumkin. U quyidagilarga teng:
Ishqalanish koeffitsientini o'lchashning ikkinchi usuli eksperimental ravishda kuchlarni emas, balki segmentlarning uzunligini aniqlashga imkon beradi. Buning uchun eğimli tekislikda joylashgan barning muvozanatidan foydalaning.
Agar shtrix qiya tekislikda muvozanatda bo'lsa, u holda shtrixning tekislikdagi normal bosimining kuchi qiya tekislikka perpendikulyar bo'lgan tortishish kuchining komponentiga teng bo'ladi (213-rasm). Va mutlaq qiymatdagi ishqalanish kuchi qiya tekislikka parallel bo'lgan tortishish komponentiga teng.
Tajriba shundan iboratki, samolyotning qiyalik burchagini asta-sekin oshirib, bar faqat "o'z joyidan siljiydigan" burchakni topadi. Bunday holda, ishqalanish kuchi maksimal statik ishqalanish kuchiga teng bo'ladi:
tekislikdagi barning bosim kuchi qayerda, chunki bu holda, ya'ni.
Buni ko'rsatish oson
Bu uchburchaklarning o'xshashligidan kelib chiqadi, shuning uchun ishqalanish koeffitsienti:
Bu formuladan ko`rinib turibdiki, ishqalanish koeffitsientini topish uchun novda siljiy boshlagan tekislikning qiyaligini aniqlaydigan qiya tekislikning balandligi va asosini o`lchash kifoya.
Asboblar va materiallar: 1) o'lchagich, 2) o'lchov lentasi,
3) dinamometr, 4) yog'och blok, 5) og'irliklar to'plami, 6) muftali va oyoqli uchburchak.
Ish tartibi
1. Blokni gorizontal yog'och o'lchagichga joylashtiring. Yukni blokga joylashtiring.
2. Dinamometrni barga mahkamlagandan so'ng, uni o'lchagich bo'ylab imkon qadar tekis torting. Buni bajarayotganda dinamometr ko'rsatkichiga e'tibor bering.
3. Blok va vaznni torting.
4. Formuladan foydalanib, ishqalanish koeffitsientini toping.
5. Blokka bir nechta og'irliklarni qo'yib, tajribani takrorlang.
6. O‘rtachani toping arifmetik qiymat turli tajribalarda topilgan ishqalanish koeffitsientlari.
7. Tajribalarning har birining xatosini toping - ular orasidagi farq va turli tajribalarda olingan qiymatlar.
8. Tajriba xatolarining o‘rtacha arifmetik qiymatini aniqlang
9. Tajribalar natijalari jadvalini tuzing:
10. O'lchov natijasini shaklga yozing
11. O'lchagichni og'irliklar bilan barga qo'yib, novda o'lchagich bo'ylab siljiy boshlagunga qadar sekin uning qiyaligini o'zgartiring, uchini ko'taring.
