Kandungan
Kebanyakan orang memahami geseran secara intuitif. Apabila anda cuba untuk menolak objek di sepanjang permukaan, hubungan di antara objek dan permukaan menahan tekanan anda ke kekuatan menolak tertentu. Mengira daya geseran secara matematik biasanya melibatkan "pekali geseran," yang menggambarkan berapa banyak dua bahan khusus "melekat bersama" untuk menahan gerakan, dan sesuatu yang dipanggil "daya biasa" yang berkaitan dengan jisim objek. Tetapi jika anda tidak tahu pekali geseran, bagaimanakah anda melakukan tenaga? Anda boleh mencapai ini sama ada dengan mencari hasil standard dalam talian atau menjalankan percubaan kecil.
Mencari Pasukan Eksperimen Secara Eksperimen
Gunakan objek yang dipersoalkan dan seksyen kecil permukaan yang anda boleh bergerak dengan bebas untuk menetapkan jalan cenderung. Sekiranya anda tidak boleh menggunakan keseluruhan permukaan atau keseluruhan objek, gunakan sekeping sesuatu yang dibuat dari bahan yang sama. Sebagai contoh, jika anda mempunyai lantai berjubin sebagai permukaan, anda boleh menggunakan satu jubin untuk membuat jalan. Jika anda mempunyai sebuah almari kayu sebagai objek, gunakan objek yang berbeza, kecil yang diperbuat daripada kayu (idealnya dengan kemasan yang sama di atas kayu). Semakin dekat anda boleh mendapatkan keadaan sebenar, pengiraan anda akan lebih tepat.
Pastikan anda boleh menyesuaikan kecondongan tanjakan, dengan menyusun satu siri buku atau sesuatu yang serupa, jadi anda boleh membuat penyesuaian kecil ke ketinggian maksimumnya.
Semakin cenderung permukaan, semakin banyak daya graviti akan bekerja untuk menariknya ke jalan. Kekuatan geseran berfungsi terhadap ini, tetapi pada satu ketika, gaya graviti mengatasinya. Ini memberitahu anda daya maksimum geseran untuk bahan-bahan ini, dan ahli fizik menerangkan ini melalui pekali geseran statik (μstatik). Eksperimen ini membolehkan anda mencari nilai untuk ini.
Letakkan objek di atas permukaan pada sudut cetek yang tidak akan membuatnya meluncur di jalan. Secara beransur-ansur meningkatkan lekapan jalan dengan menambah buku atau objek nipis lain ke timbunan anda, dan cari lekuk paling curam yang anda boleh tahan tanpa objek bergerak. Anda akan berjuang untuk mendapatkan jawapan yang tepat, tetapi anggaran terbaik anda akan cukup dekat dengan nilai sebenar untuk pengiraan. Ukur ketinggian tanjakan dan panjang pangkal tanjakan apabila ia berada pada kecenderungan ini. Anda pada asasnya merawat tanjakan sebagai membentuk segitiga bersudut dengan lantai dan mengukur panjang dan ketinggian segitiga.
Matematik untuk keadaan ini berjalan dengan kemas, dan ternyata bahawa tangen dari sudut condong memberitahu anda nilai koefisien. Jadi:
μstatik = tan (θ)
Atau, kerana tan = bertentangan / bersebelahan = panjang asas / tinggi, anda mengira:
μstatik = tan (panjang asas / ketinggian jalan)
Lengkapkan pengiraan ini untuk mencari nilai untuk pekali untuk keadaan khusus anda.
Petua
F = μstatik N
Dimanakah "N"Bermaksud daya biasa. Untuk permukaan rata, nilai ini adalah sama dengan berat objek, jadi anda boleh menggunakan:
F = μstatik mg
Di sini, m adalah jisim objek dan g adalah pecutan disebabkan oleh graviti (9.8 m / s2).
Sebagai contoh, kayu di permukaan batu mempunyai pekali geseran μstatik = 0.3, jadi gunakan nilai ini untuk sebuah almari kayu 10 kilogram (kg) pada permukaan batu:
F = μstatik mg
= 0.3 × 10 kg × 9.8 m / s2
= 29.4 newtons
Mencari Pasukan Geseran Tanpa Eksperimen
Lihat dalam talian untuk mencari pekali geseran di antara kedua-dua bahan anda. Contohnya, tayar kereta pada asfalt mempunyai pekali μstatik = 0.72, ais di atas kayu mempunyai μstatik = 0.05 dan kayu pada batu bata mempunyai μstatik = 0.6. Cari nilai untuk keadaan anda (termasuk menggunakan pekali gelongsor jika anda tidak mengira geseran dari pegun) dan buat nota mengenainya.
Persamaan berikut memberitahu anda kekuatan daya geseran (dengan pekali geseran statik):
F = μstatik N
Jika permukaan anda rata dan sejajar dengan tanah, anda boleh menggunakan:
F = μstatik mg
Jika tidak, daya normal lemah. Dalam kes ini, cari sudut lekukan θ, dan hitung:
F = cos (θ) μstatik mg
Sebagai contoh, menggunakan blok ais 1 kg di atas kayu, cenderung kepada 30 °, dan mengingatnya g = 9.8 m / s2, ini memberi:
F = cos (θ) μstatik mg
= cos (30 °) × 0.05 × 1 kg × 9.8 m / s2
= 0.424 newtons