แรงเสียดทานแบบเคลื่อนที่และแรงเสียดทานแบบหยุดนิ่ง
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| static friction/ˈstætɪk ˈfrɪkʃn/ | แรงเสียดทานสถิต |
| kinetic friction/kɪˈnetɪk ˈfrɪkʃn/ | แรงเสียดทานจลน์ |
| coefficient of static friction/ˌkəʊɪˈfɪʃənt ɒv ˈstætɪk ˈfrɪkʃn/ | สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต |
It won't budge... then suddenly it slides
- ดันกล่องหนักเบาๆ แล้วไม่มีการเคลื่อนที่; ดันแรงขึ้นก็ยังไม่เคลื่อนที่; ดันแรงกว่านั้น — มันก็เคลื่อนที่อย่างฉับพลัน
- ก่อนที่จะเคลื่อนที่ แรงเสียดทานนิ่ง จะเพิ่มขึ้นจนเท่ากับแรงดันของคุณพอดี
- เมื่อมันเลื่อนไป แรงเสียดทานเคลื่อนที่ จะเข้ามาแทนที่ — มักจะอ่อนกว่าเล็กน้อย
- ทั้งสองชนิดมาจากพื้นผิวที่จับกัน และทั้งสองกระทำ ขนาน กับพื้นผิว
Static friction adjusts itself
- แรงเสียดทานนิ่ง Opposition กับวัตถุที่ ยังไม่ เคลื่อนที่
- มันเพิ่มขึ้นเพื่อ抗衡กับแรงดันที่ใช้ มีค่าสูงสุด: $f_s \le \mu_s N$
- ต่ำกว่าค่าสูงสุดนั้น วัตถุนั้นจะอยู่นิ่ง; แรงเสียดทานมีขนาดเท่าที่จำเป็นเท่านั้น
- $\mu_s$ คือ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานนิ่ง, และ $N$ คือ แรงตั้งฉาก
แรงเสียดทานชนิดใดกระทำต่อวัตถุที่กำลังถูกผลักแต่ ยัง ไม่เริ่มเคลื่อนที่?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ก่อนการลื่นไถล จะเกิดแรงเสียดทานแบบ หยุดนิ่ง ซึ่งจะมีค่าเพิ่มขึ้นเพื่อต้านแรงผลักได้เท่ากับแรงผลักนั้น จนถึง $\mu_s N$
Kinetic friction is roughly steady
- Once sliding starts, kinetic friction acts: $f_k = \mu_k N$.
- มันคงที่ประมาณไม่ขึ้นกับความเร็วของวัตถุที่ลื่นไหล
- โดยทั่วไป $\mu_k < \mu_s$ — ต้องใช้แรงมากกว่าในการ เริ่ม ลื่นไหล เมื่อเทียบกับการ รักษา การลื่นไหล
- นั่นคือเหตุผลที่กล่อง "หลุด" แล้วรู้สึกง่ายต่อการ đẩy
แรงเสียดทานนิ่งเพิ่มขึ้นเพื่อ抗衡กับแรงดึง (ถึงจุดยอด); เมื่อเริ่มลื่นไหลแล้ว แรงเสียดทานแบบเคลื่อนที่จะคงที่ประมาณ.
แรงเสียดทานบนพื้นเอียง
ปรับมุมหรือสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเพื่อดูว่าบล็อกจะเริ่มลื่นไถลเมื่อไหร่
กล่องที่ลื่นไถลมีแรงปกติ $N = 40\ \text{N}$ และ $\mu_k = 0.3$. แรงเสียดทานแบบเคลื่อนที่มีค่าเท่าไหร่ใน $\text{N}$?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$f_k = \mu_k N = 0.3 \times 40 = 12\ \text{N}$.
สำหรับพื้นผิวส่วนใหญ่ สัมประสิทธิ์ทั้งสองจะเปรียบเทียบกันอย่างไร?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
โดยทั่วไปคือ $\mu_s > \mu_k$ ดังนั้นต้องใช้แรงมากกว่าในการเอาชนะแรงเสียดทานเริ่มต้นกว่าการคงการลื่นไถล
What friction depends on
- แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับ แรงตั้งฉาก $N$ และพื้นผิว ผ่าน $f = \mu N$
- กดแรงขึ้น (ค่า $N$ lớn hơn) และแรงเสียดทานจะเพิ่มขึ้น; นั่นคือเหตุผลว่าทำไมสิ่งของหนักๆ ถึงยากที่จะเลื่อน
- ที่น่าประหลาดใจ มันแทบจะไม่ขึ้นอยู่กับ พื้นที่สัมผัส — ก้อนอิฐเลื่อนได้เหมือนกันทุกด้าน
- มันไม่ ขึ้นอยู่กับ ความเร็ว (สำหรับแรงเสียดทานแบบเคลื่อนที่, ในทางประมาณที่ดี)
แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสระหว่างพื้นผิวอย่างมาก
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
โดยประมาณแล้ว แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับ $\mu$ และแรงปกติ ไม่ใช่ พื้นที่สัมผัส
แรงเสียดทานคือสัมประสิทธิ์ $\mu$ คูณกับแรง ____
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$f = \mu N$, โดยที่ $N$ คือแรง เส้นปกติ ที่กดพื้นผิวเข้าหากัน
เลือก ทุก การเปลี่ยนแปลงที่เพิ่มแรงเสียดทานแบบเคลื่อนที่ให้กับกล่องที่ลื่นไถล
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
แรงเสียดทาน $= \mu_k N$: แรงปกติที่ใหญ่ขึ้นหรือพื้นผิวที่หยาบขึ้นจะเพิ่มแรงเสียดทาน พื้นที่สัมผัสและความเร็วแทบไม่มีความสำคัญ
แรงเสียดทานนิ่ง ไม่ใช่ เสมอไป $\mu_s N$ — นั้นเป็นเพียง ค่าสูงสุด ของมันเท่านั้น. ต่ำกว่าจุดลื่นไถล, แรงเสียดทานนิ่งเท่ากับแรงผลักใดก็ได้ที่มันต้อง抗衡 ($f_s \le \mu_s N$). ponadto, แรงเสียดทานแทบจะไม่ขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัส, ดังนั้นกล่องที่กว้างกว่าจึงไม่ได้ "หนืด" กว่า
กล่องกดลงบนพื้นด้วยแรงตั้งฉาก $N = 40\ \text{N}$, และ $\mu_k = 0.3$
- While sliding, kinetic friction is $f_k = \mu_k N = 0.3 \times 40 = 12\ \text{N}$.
- ค่า $12\ \text{N}$ นี้ Opposition กับ motion, ไม่ว่าความเร็วของกล่องจะเป็นอย่างไร
แรงเสียดทานนิ่ง ($f_s \le \mu_s N$) เพิ่มขึ้นเพื่อป้องกัน motion ขึ้นถึงค่าสูงสุด; แรงเสียดทานแบบเคลื่อนที่ ($f_k = \mu_k N$) Opposition กับการลื่นไหลและคงที่ประมาณ. ปกติ $\mu_s > \mu_k$. แรงเสียดทาน $= \mu N$ — มันขึ้นอยู่กับ แรงตั้งฉาก, ไม่ใช่พื้นที่สัมผัสหรือความเร็ว