Как найти ускорение тела через коэффициент трения

Как найти ускорение с помощью коэффициента трения – еще одна важная и общепринятая тема, которую необходимо решить. Это фактор, который определенным образом увеличивает ускорение.

Когда тело находится в движении, оно будет продолжать движение до тех пор, пока на него не подействует сила, изменяющая размеры объекта. Таким образом, этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока скорость не будет увеличена или уменьшена.

Как только объект изменяет скорость, он либо ускоряется (положительно), либо замедляется (отрицательно), обычно в направлении, противоположном движению. Изменение скорости также известно как скорость с точки зрения физики.

Изменение скорости происходит в другое время, и, следовательно, это будет влиять на ускорение движущегося тела либо положительно, либо отрицательно. Внезапный рывок в системе также влияет на ускорение.

Когда тело находится в движении, на него влияет несколько факторов, и одним из них является ускорение, на которое будет влиять термин, называемый трением. Постепенно мы будем иметь дело с нахождением ускорения с помощью коэффициент трения.

Мы можем продолжать говорить об ускорении по-разному, но когда на ускорение влияет другой фактор, нам нужно сосредоточиться на этом. Трение – это, по сути, фактор, присутствующий между телом и активной поверхностью.

Понимание трения и коэффициента фиксации 

Прежде чем мы углубимся в это подробно, необходимы первые знания о трении и коэффициенте трения. Трение по сути, это сила, которая сопротивляется движению при ходьбе, беге и т. д. 

Между объектом и поверхностью присутствует небольшой фактор, который называется трением. Эта конкретная сила называется силой трения. Эта сила помогает любому случайному телу в действии двигаться.

Когда поверхность шероховатая, трение больше, а когда поверхность гладкая, трение меньше. Таким образом, когда трение увеличивается, ускорение уменьшается, а когда трение уменьшается, ускорение уменьшается. Это также базовое понимание в знакомых терминах.

Теперь давайте посмотрим, что именно означает коэффициент трения. Этот коэффициент трения представляет собой безразмерный коэффициент, представляющий собой соотношение между нормальной силой и силой трения движущегося тела.

Итак, все мы знаем, что движению тела способствуют несколько различных аспектов. Так или иначе, он будет ускоряться. Во-первых, это изменение скорости, называемое скоростью, которое помогает в подвижности тела.

В некоторых случаях это тоже кажется существенным. Это будет внешняя сила или любая другая сила и чистая сила в целом. Фактор, называемый трением, вносит большой вклад в движение любого объекта или тела. Коэффициент трения будет определять, сколько силы потребуется для такого движения тела.

Поскольку это мера отношения, она будет иметь нулевые размеры, а значение будет варьироваться от минимального 0 до максимального значения 0.5. Также может быть коэффициент трения, который может быть больше единицы.

Как найти ускорение по коэффициенту трения

Требуется знание формулы для определения ускорения. Согласно второму закону Ньютона, ускорение пропорционально силе и косвенно пропорционально массе объекта.

Следовательно, мы получаем его как а = Ф / м. это формула базового ускорения без каких-либо атрибутов. Когда трение действует на тело и его движение, не менее важен тип поверхности.

Таким образом, формула изменяется в соответствии с коэффициентом трения, a = (fn-μ) / m. μ известен как коэффициент трения, и он указывает количество силы, необходимой для дальнейшего движения тела.

Давайте посмотрим, как это сделать, на лучшем примере. Трение весом 10 кг прикладывается к правому трению 7 Н. Допускается ускорение на неровной поверхности. Сила трения имеет значение 0.3 Н. Теперь вычислите ускорение объекта.

а = (20 – 0.3) / 7

а = 19.7 / 7

a = 2.81 мс-2

Вот как найти ускорение с коэффициентом трения. Но где использовать коэффициент трения – это вопрос. Мы тоже с этим разберемся. В вопросе прямо дана постоянная силы трения.

Сила трения и сила нормали не будут указаны явно, но значения могут быть нарисованы с использованием коэффициента трения. По приведенным данным мы должны рассчитать коэффициент трения, чтобы применить его к формуле и найти ускорение.

Задача о том, как найти ускорение по коэффициенту трения

как найти ускорение по коэффициенту трения

Проблема:

Автомобиль весом 1100 кг с коэффициентом трения μ = 0.95 относительно шин. Теперь определим ускорение. Он движется с силой 880 Н.

Решение:

Нам нужно понять эту проблему, используя диаграмму свободного тела. Теперь давайте погрузимся в движение автомобиля и силы, действующие на него. Поскольку автомобиль находится в движении, на него будет воздействовать как можно больше сил.

Мы знаем, что по умолчанию на тело действует нормальная сила; теперь, когда он находится в движении, действует также сила трения.

Значение, данное для коэффициента трения: μ = 0.95. Здесь нам нужно найти фрикционную и нормальные силы, так как коэффициент значение трения уже задано.

Отметим, что нормальная сила равна силе гравитации. Известно, что сила тяжести составляет 9.8 мс-1. А теперь это значение, умноженное на массу, дает нормальную силу. Fn = 1100 × 9.8 = 10780. 

Сила трения – это коэффициент трения, умноженный на нормальную силу. Следовательно ff = 10241. Теперь, когда сила трения найдена, следующим шагом будет определение ускорения. Сила трения также считается чистой силой.

а = ф / м

а = 10241/1100

а = 9.31 мс-2

Часто задаваемые вопросы

Как найти скорость с трением?

Поскольку ускорение можно найти с помощью трения, можно найти и скорость, поскольку это не что иное, как изменение скорости.

Во-первых, нам нужно известна начальная скорость и сила тяжести. Таким образом, скорость с учетом трения находится по формуле: начальная скорость минус коэффициент трения, умноженный на силу тяжести и заданное время. v(t) = v0 – µ g t.

Как найти коэффициент трения?

Коэффициент трения – это фактор, который присутствует между движущимся телом и поверхностью, с которой оно движется.

Формула для коэффициента трения: μ = (сила трения) / (сила в норме). Еще один момент, который следует отметить, заключается в том, что сила трения иногда равна чистой силе, действующей на тело, что упрощает вычисление ускорения. Нормальная сила рассчитывается путем умножения силы тяжести и массу тела.

Какие бывают типы трения?

Статическое и кинетическое трение – это два разных типа, которые подпадают под одну тему трения.

Статическое трение называется трением, когда тело не движется. Из самого слова «статика» очевидно, что ничего не движется. В таких случаях найденное трение называется трением покоя. Когда тело выходит из равновесия, это также происходит из-за трения, которое называется кинетическим трением. Статическое и кинетическое трение различается в зависимости от случая и условий.

Почему статическое трение называется так?

Статическое трение называется так, потому что это сила, противодействующая неподвижному телу.

Когда тело не движется и остается в положении равновесия, трение, действующее на тело, называется трением покоя. Это трение всегда действует в направлении, противоположном силе, действующей вместе с движением тела, даже когда оно не действует.

Автор статьи

Екатерина Владимировна Мосина

Эксперт по предмету «Физика»

Задать вопрос автору статьи

Ускорение тела, возникающее вследствие силы трения

Известно, что сила трения скольжения направлена в сторону, противоположную направлению относительной скорости движения трущихся тел.

Отсюда следует, что ускорение, которое такая сила сообщает движущемуся телу, тоже направлено против относительной скорости. А это значит, что действие силы трения приводит к уменьшению абсолютного значения скорости тела относительно того тела, по которому оно скользит.

Если на тело, которое скользит по неподвижной поверхности, никакие силы, кроме силы трения не действуют, то оно, в конце концов, останавливается. Рассмотри этот часто встречающийся случай.

Представим себе, что перед движущимся поездом неожиданно появилось некоторое препятствие и машинист отключил двигатель и включил тормоз. Начиная с это момента, на поезд действует только сила трения, так как сила тяжести скомпенсирована реакцией рельсов, а сила сопротивления воздуха мала. Через некоторое время $t$ поезд, пройдя расстояние $l$ – тормозной путь, остановится. Найдем время $t$, нужное для остановки, и расстояние $l$, которое поезд пройдет за это время.

Логотип iqutor

Сделаем домашку
с вашим ребенком за 380 ₽

Уделите время себе, а мы сделаем всю домашку с вашим ребенком в режиме online

Бесплатное пробное занятие

*количество мест ограничено

Под действием сила трения $overline{F}_{mp} $поезд будет двигаться с ускорением, равным:

Выберем координатную ось $x$ так, чтобы ее положительное направление совпадало с направлением скорости движения поезда.

Рисунок 1.

Так как сила трения $overline{F}_{mp} $направлена в противоположном направлении, ее проекция на ось х отрицательна. Отрицательна и проекция вектора ускорения на ось $x$. Поэтому если абсолютное значение силы трения равно $left|overline{F}_{mp} right|$, то:

Но ускорение определяется также формулой:

где $v_{0} $- скорость поезда до начала торможения.

Время торможения при движении тела под действием силы трения

Так как нас интересует промежуток времени $t$ от начала торможения до остановки поезда, то конечная скорость $v=0$. Тогда:

«Движение тела под действием силы трения» 👇

Таким образом:

Получим выражения для времени торможения:

Нахождение пути, пройденного телом под действием силы трения

А теперь найдем тормозной путь $l$. Для этого воспользуемся формулой:

Так как $v=0$, то:

Так как $overline{a}=-frac{left|overline{F}_{mp} right|}{m} $, получим:

Из этой формулы видно, что пройденный до остановки путь пропорционален квадрату скорости. Если увеличить скорость вдвое, то потребуется вчетверо больший путь для остановки.

Пример 1

С какой скоростью двигался автомобиль, если после выключения двигателя он прошел до остановки путь равный $80$ м? Коэффициент трения принять равным $0,25$.

Дано: $l=80$м, $mu =0,25$.

Найти: $v$-?

Решение:

Воспользуемся раннее выведенными формулами для нахождения тормозного пути:

$l=frac{mv_{0}^{2} }{2overline{left|F_{mp} right|}} $. (1)

Так как $F_{mp} =mu mg$, подставим в формулу (1) и получим:

$l=frac{mv_{0}^{2} }{2mu mg} $. (2)

Выразив из формулы (2) $v_{0} $найдем величину искомой скорости:

$v_{0} =sqrt{2mu gl} =20$м/с

Ответ: Скорость автомобиля до выключения двигателя $v_{0} =20$ м/с.

Пример 2

Сноубордист массой $80$ кг, имеющий в конце спуска скорость $20$ м/с, останавливается через $40$ с после окончания спуска. Определите силу трения и коэффициент трения.

Дано: $m=80$кг, $v_{0} =20$м/с, $t=40$с.

Найти: $F_{mp} $, $mu $-?

Решение:

Уравнение движения сноубордиста будет иметь вид:

[ma=F_{mp} .]

Используя выражения для нахождения ускорения (конечная скорость $v=0$), получим:

[a=-frac{v_{0} }{t} .]

Тогда:

$F_{mp} =ma=-mfrac{v_{0} }{t} =40H$.

Так как сила трения $overline{F}_{mp} $равна $F_{mp} =mu Bg$, находим коэффициент трения $mu $:

[mu =frac{F_{mp} }{mg} =0,05.]

Ответ: $F_{mp} =40H$, $mu =0,05$.

Пример 3

Сани массой $16$ кг перемещают по горизонтальной плоскости под действием силы $180 H$, направленной под углом $30^circ$ к горизонтали. Коэффициент терния саней о плоскость $0,5$. Определить ускорения, с которым движутся сани.

Дано: $m=16$кг, $F=180 H$, $alpha =30^circ$, $mu =0,5$.

Найти: $a$-?

Решение:

Рисунок 2.

Уравнение движения тела:

[moverline{a}=moverline{g}+overline{N}+overline{F}+overline{F}_{mp} .]

Выберем направление осей $x$ и $y$ и спроецируем на них силы и ускорение:

[begin{array}{l} {ma=Fcos alpha -F_{mp} } \ {0=-Bg+N+Fsin alpha } end{array}]

Поскольку $F_{mp} =mu N$, а из второго уравнения $N=mg-Fsin alpha $, то $F_{mp} =mu (mg-Fsin alpha )$. Тогда из первого уравнения ускорение:

$a=frac{1}{m} [Fcos alpha -mu (mg-Fsin alpha )]approx 7,6м/с^2$

Ответ: $a$=$7,6м/с^2$

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

Константин ККК

Мудрец

(10421)


2 года назад

Ускорение есть сумма всех сил, делённая на массу. Сумма сил – это обычно 1) сила тяжести mg, 2) реакция опоры и 4) сила трения kN, где N – это реакция опоры, по модулю обычно она равна силе тяжести, и 4) сила тяги. Далее смотрите фото.

Константин КККМудрец (10421)

2 года назад

Глеб Дмитриевич Яковский
Ученик
(161)
Вижу.

Глеб Дмитриевич ЯковскийУченик (161)

2 года назад

А где фото?

Константин КККМудрец (10421)

2 года назад

Пожалуйста! Будут вопросы – пишите.

As a force that opposes motion, friction always reduces acceleration. Friction occurs between the interaction of an object against a surface. Its magnitude depends on the characteristics of both the surface and the object, and whether the object is moving or not. Friction may be the result of an interaction between two solid objects, but it doesn’t have to be. Air drag is a type of frictional force, and you could even treat the interaction of a solid body moving on or through water as a frictional interaction.

TL;DR (Too Long; Didn’t Read)

The friction force depends on the mass of an object plus the coefficient of sliding friction between the object and the surface on which it slides. Subtract this force from the applied force to find the acceleration of the object.

How to Calculate Friction Force

Force is a vector quantity, which means you must consider the direction in which it acts. Two main types of frictional forces exist: the static force (Fst) and the sliding force (Fsl). Even though they act in the direction opposite to that in which an object moves, the normal force (FN) produces these forces, which acts perpendicular to the direction of motion. FN is equal to the weight of the object plus any additional weights. For example, if you press down on a block of wood on a table, you increase the normal force, and thus it increases the frictional force.

Both static and sliding friction depend on the characteristics of the moving body and the surface along which it moves. These characteristics are quantified in the coefficients of static (µst) and sliding (µsl) friction. These coefficients are dimensionless and have been tabulated for many common items and surfaces. Once you find the one that applies in your situation, you calculate the frictional forces using these equations:

F_{st}leqmu_{st}F_N\text{ }\F_{sl}=mu_{sl}F_N

Calculating Acceleration

Newton’s second law says that the acceleration of an object (a) is proportional to the force (F) applied on it, and the proportionality factor is the object’s mass (m). If you’re interested in acceleration, rearrange the equation to read:

a=frac{F}{m}

Force is a vector quantity, which means you must consider the direction in which it acts. Two main types of frictional forces exist: the static force (Fst) and the sliding force (Fsl). Even though they act in the direction opposite to that in which an object moves, the normal force (FN) produces these forces, which acts perpendicular to the direction of motion. FN is equal to the weight of the object plus any additional weights. For example, if you press down on a block of wood on a table, you increase the normal force, and thus it increases the frictional force.

The total force (F) on an object subject to friction is equal to the sum of the applied force (Fapp) and the frictional force (Ffr). But since the frictional force opposes motion, it’s negative relative to the forward force, so:

F=F_{app}-F_{fr}

The friction force is the product of the friction coefficient and the normal force, which ​in the absence of extra downward forces​, is the weight of the object. Weight (w) is defined as the mass (m) of an object times the force of gravity (g):

F_N=w=mg

You’re now ready to calculate the acceleration of an object of mass (m) subject to an applied force Fapp and a frictional force. Since the object is moving, you use the coefficient of sliding friction to get this result:

a=frac{F_{app}-mu_{sl}mg}{m}

 

Задача с ускорением и коэффициентом трения

Сообщение21.11.2011, 18:13 


21/11/11
4

С каким ускорением будет двигаться по горизонтальной дороге автомобиль после выключения двигателя, если коэффициент трения равен 0,05. (в физике вообще не шарю)

Профиль  

photon 

Re: Задача с ускорением и коэффициентом трения

Сообщение21.11.2011, 18:20 

Экс-модератор
Аватара пользователя


23/12/05
11946

Сначала Ваши соображения по поводу задачи и попытки решения

Профиль  

rjxxx 

 Re: Задача с ускорением и коэффициентом трения

Сообщение21.11.2011, 20:14 


21/11/11
4

F=-ma
N=mg
F=Nk (где k коэффициент трения)
mgK=-ma
a=-gk
a=-0.05*9.81=0.49
правильное решение? если нет то объясните где ошибка

Профиль  

Bulinator 

 Re: Задача с ускорением и коэффициентом трения

Сообщение21.11.2011, 22:41 

Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/10/10
1481
Ереван(3-й участок)

Формулы надо набирать в теге math.
Откуда возникло четвертое равенство?

Профиль  

Circiter 

Re: Задача с ускорением и коэффициентом трения

Сообщение22.11.2011, 05:18 

Заслуженный участник


26/07/09
1559
Алматы

Подождите, а разве здесь не нужно знать скорость автомобиля до остановки?

Профиль  

whiterussian 

Re: Задача с ускорением и коэффициентом трения

Сообщение22.11.2011, 05:49 

Модератор
Аватара пользователя


13/08/09
2396

Профиль  

rjxxx 

Re: Задача с ускорением и коэффициентом трения

Сообщение22.11.2011, 10:16 


21/11/11
4

Профиль  

Sender 

 Re: Задача с ускорением и коэффициентом трения

Сообщение22.11.2011, 10:30 


14/01/11
2862

rjxxx

, ваше решение правильно. Только минус в последнем равенстве не теряйте, если уж решили учесть направление ускорения.

Профиль  

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы

Добавить комментарий