Die reibungsfreie Oberflächenbeschleunigung stellt dar, wie sich der Körper mit konstanter Geschwindigkeit auf der reibungsfreien Oberfläche bewegt.
Wenn die Oberfläche reibungsfrei ist, stoppt keine Nettokraft auf die Bewegung ihre Bewegung. Daher bewegt sich der Körper mit der gleichen Geschwindigkeit weiter. Deshalb interpretieren wir „reibungslos“ als „bewegen ohne anzuhalten“. Der Fall ohne Beschleunigung wird als „reibungslose Oberflächenbeschleunigung“ bezeichnet.
Wenn zwei Körper beschleunigen, um miteinander zu gleiten, erfahren sie an ihrem Berührungspunkt der Oberflächen die entgegengesetzten Kräfte, die sie verlangsamen. Eine der gegensätzlichen Kräfte ist a normale Kraft die senkrecht zur Oberfläche wirkt, und die andere ist a Reibungskraft die tangential zur Oberfläche wirkt. Diese gegensätzlichen Kräfte liefern Energie an die inneren Partikel des Körpers, die ihre interatomaren Abstände ändern, was zu einer Verlangsamung der Körperbewegung führt.
Die Körper mit reibungsfreien Oberflächen verformen sich nicht, da ihr interatomarer Abstand während ihrer Bewegung gleich bleibt. Auf einer solchen reibungsfreien Oberfläche geht die nach oben wirkende Normalkraft durch das Zentrum. Folglich erfährt der bewegte Körper null Drehmoment oder Nullkräfte um seinen Mittelpunkt. Deshalb können die Nettokräfte den Körper nicht verlangsamen oder beschleunigen, und die Rotations- und Translationsbewegung des Körpers kann nicht geändert werden.
Fortan, wenn sich der Körper auf einer Reibungsfläche bewegt, wird er sich für immer ohne Beschleunigung oder Änderung seiner Bewegung bewegen.
Reibungslose Oberfläche vs. raue Oberfläche (Kredit: shutterstock)
Erfahren Sie mehr über Beschleunigung der geneigten Ebene.
Was ist die Beschleunigung auf einer reibungsfreien Oberfläche?
Die Beschleunigung auf einer reibungsfreien Oberfläche ist die ständige Bewegung des Körpers ohne Reaktionskraft.
Die Beschleunigung auf jeder Oberfläche ist die Maß für die von der Oberfläche ausgeübte Kraft. Die Reibungskraft, die die Bewegung stoppen soll, wird an der reibungsfreien Oberfläche eliminiert. Da die auf den Körper wirkenden Nettokräfte null werden, ist auch die Beschleunigung in reibungsfreien Oberflächen null.
Beschleunigung auf verschiedenen Oberflächen
As Newtons erstes Bewegungsgesetz Zustände – die aufgebrachte Muskelkraft bewirkt, dass sich der Körper mit gleicher Geschwindigkeit in die Kraftrichtung bewegt. Wie Newtons zweites Bewegungsgesetz Zustände – der Körper wird beschleunigt, gleichbedeutend mit dem angelegten muskulös Macht.
F= ma ……………(*)
Im Gegensatz zum ersten Hauptsatz erklärt der zweite Hauptsatz auch die Situation, in der die Nettokraft auf ein Objekt ist nicht null. Das heißt, die verschiedenen Kräfte erzeugen unterschiedliche Beschleunigungen eines Objekts.
As Das dritte Bewegungsgesetz von Newtown Zustände – es gibt eine Reaktionskraft für die aufgebrachte Kraft, die von der Oberfläche des anderen Körpers ausgeübt wird, wenn Reibung zwischen zwei Oberflächen auftritt.
"The Reibungskraft ist direkt proportional zur Normalkraft. „
Ffric = μFN
Wobei μ ist Reibungskoeffizient.
Wenn wir die Oberfläche auf verschiedene Weise glätten, reduzieren wir den Reibungskoeffizienten μ der Oberfläche, der von der Rauheit der Oberfläche abhängt. Auf einer solchen reibungsfreien Oberfläche wirkt nur die Normalkraft auf den Körper, aber entlang seiner Bewegung, wenn der Körper zu gleiten beginnt. Keine Reaktionskräfte können der Bewegung des Körpers widerstehen. Deshalb Körper bewegt sich in horizontaler Richtung oder entlang dem Weg der aufgebrachten Kraft mit Konstante Geschwindigkeit auf glatten Oberflächen.
Gemäß Newtons Bewegungsgesetz, wird sich der Körper ständig in konstanter Bewegung bewegen, es sei denn, wir wenden eine kleine Kraft auf ihn an. Normalerweise wirkt die Reibungskraft der konstanten Bewegung entgegen. Aber auf einem reibungsfreie Oberfläche, jedoch gibt es keine Kraft, um der Bewegung zu widerstehen. Das ist der Körper, der immer weiter reisen wird.
Erfahren Sie mehr über Newtons Bewegungsgesetze.
Wie beeinflusst eine reibungsfreie Oberfläche die Beschleunigung?
Die Reibungsfläche beeinflusst die Beschleunigung des Körpers, indem sie die Reibungskraft beseitigt, die der Bewegung entgegenwirkt.
Wenn der Körper auf einer rauen Oberfläche gleitet, wird er aufgrund der Reibungskraft schnell bis zur Ruhe abgebremst. Aber wenn wir die Oberfläche glatter machen, um die Reibungskraft zu beseitigen, gleitet der Körper weiter. Auf diese Weise beeinflusst die Reibungsfläche die Beschleunigung des Körpers, um endlos auf einer geraden Bahn zu gleiten.
Angenommen, wir wenden Druckkraft auf einen Block an, der auf einem Tisch ruht. Zunächst gleitet der Block aufgrund der Druckkraft auf der Tischoberfläche, kommt jedoch nach einiger Zeit aufgrund von zum Stillstand Reibungskraft vom Tisch. Die verschiedenen Arten von Reibung Kraft – wie z gleitend Reibung und Roll Reibung, der Bewegung des Körpers entgegenwirken und das Abrutschen des Körpers verhindern.
Reibungslose Oberfläche beeinflusst Beschleunigung
Wenn wir die Tischoberfläche glätten, verlängert sich die Zeit zwischen dem Rutschen des Blocks und dem Rest. Angenommen, die Tischoberfläche wird reibungsfrei, sodass ihre Reibung fast vernachlässigbar wird. In diesem Fall gleitet der Block auf einem geraden Weg, ohne dass Kraft erforderlich ist, um über die größere Entfernung weiterzumachen.
Die reibungsfreie Oberfläche lässt keine Beschleunigung auf ein Objekt zu, es sei denn, wir beschleunigen es mit einer externen unausgeglichenen Kraft. zB auffallen. Alle anderen Kräfte, die parallel zu einer reibungsfreien Oberfläche angewendet werden, würden den Körper zum Rutschen bringen, da die Reibungskraft fehlt. Der bewegte Körper kann auf einer reibungsfreien Oberfläche keine Seitwärtsbewegung ausführen.
Eine reibungslose Ebene gibt es im wirklichen Leben nicht. Ungeachtet seiner Nichtexistenz hat ein reibungsfreies Flugzeug einen erheblichen Wert bei der Gestaltung von Fahrbahnen, Motoren und Motoren usw.
Erfahren Sie mehr über Gleitreibung.
Wie finde ich die Beschleunigung eines Objekts auf einem reibungsfreien Hang?
Die Beschleunigung erfolgt reibungsfrei Die Steigung wird durch Auflösung der Gravitationskraft bestimmt auf dem Objekt in zwei Komponenten.
Bei einer reibungslosen Neigung bewegt sich ein Objekt parallel zur Ebene. Die Normalkraft und die Gravitationssenkrechtkomponente heben sich gegenseitig auf, da beide Kräfte in die gleiche Richtung wirken. Daher beschleunigt nur die gravitative Parallelkomponente ein Objekt in einer reibungsfreien Neigung.
Jedes Objekt beschleunigt auf einer reibungsfreien Oberfläche einer schiefen Ebene. Wir können entweder seine Beschleunigung messen oder sie berechnen, indem wir die Gewichtskomponente beim Abstieg des Hangs bestimmen und implementieren Newtons zweites Bewegungsgesetz.
Wenn ein Objekt auf einem reibungsfreien Hang gleitet, wird die Normalkraft N von einer Fläche auf es ausgeübt, und Erdanziehungskraft wird von der Erde ausgeübt, die das Gewicht des Objekts ist. Die Normalkraft ist senkrecht und die Gravitationskraft senkrecht nach unten zur Oberfläche.
Da der Hang reibungsfrei ist, beschleunigt ein Objekt entlang des Hangs und wird bei seiner Fortbewegung parallel zu seiner Oberfläche weiter zurückgehalten. Daher muss die Nettokraft, wie die Normalkraft N und die y-Komponente der Gravitationskraft (mgcosθ), senkrecht zur Steigung null sein. Als Ergebnis ist nur die x-Komponente der Gravitationskraft (mgsinθ) parallel zur Steigung – Beschleunigung eines Objekts auf einer reibungsfreien Oberfläche.
F = mgsinθ …………..(1)
Vergleichsgleichung (*) und (1), wir bekommen
ma = mgsinθ
a = gsinθ ………………(2)
Während θ der Neigungswinkel und g der Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft oder Beschleunigung, die durch die Gravitationskraft erzeugt wird.
Auf einer reibungsfreien Oberfläche beträgt die Kraft, die erforderlich ist, um ein Objekt zu beschleunigen, mgsinθ, die ebenso wie gsinθ beschleunigt wird.
Beschleunigung in reibungsfreier Steigung
Bei der Überprüfung der Grenzereignisse in reibungsfreien Oberflächen können wir auch feststellen, dass
- Keine Kraft entlang einer horizontalen reibungsfreien Oberfläche, da der Neigungswinkel θ null ist.
- Die Kraft entlang einer vertikalen Reibfläche beträgt mg als Neigungswinkel θ = 90°.
Erfahren Sie mehr über Arten von Kräften.
Wie hoch ist die Beschleunigung eines Objekts, das eine reibungsfreie Rampe hinunterrutscht?
Die Beschleunigung eines Objekts, das eine reibungsfreie Rampe hinunterrutscht, ist kleiner als der Wert der Erdbeschleunigung.
Die Beschleunigung eines Objekts auf der reibungsfreien Oberfläche einer geneigten Rampe ist gleich gsinθ. Die Rampe hat mögliche Winkel 0< θ<90°, die Werte 0 . ergeben
Wie wir bereits erklärt haben, die Beschleunigung auf einer reibungsfreien Oberfläche ist gsinθ.
Mit anderen Worten, auf einer reibungsfreien Oberfläche hebt sich die Masse eines Objekts auf, was voraussagt, dass jedes Objekt, unabhängig von Größe und Masse, mit der gleichen Beschleunigung gsinθ auf einer reibungsfreien geneigten Oberfläche nach unten rutscht.
Da g= 9.8 m/s2 und = 30° für eine geneigte Rampe.
Einsetzen der obigen Werte in Gleichung (2), wir bekommen
a = 9.8 sin 30°
a = 9.8 * ½
a = 4.9 m/s2
Jedes Objekt wird typischerweise mit 4.9 m/s2 auf einer reibungsfreien Oberfläche einer schiefen Ebene beschleunigt.
Wenn ein Objekt aus der Ruhe beginnt und dann eine Strecke x zurücklegt, bewegt es sich in der Zeit t die reibungslose Rampe hinunter; der eine von kinematische Bewegungsgleichung x=(1/2)at2 wird, x=(1/2)gsinθt2
Wir können herausfinden, wie lange ein Objekt braucht, um das Ende der Rampe zu erreichen.
Beachten Sie, dass bei einem geneigten Rampenwinkel von 90° ein Gegenstand fällt frei nach unten.
Erfahren Sie mehr über Kinematische Bewegungsgleichungen.
Lesen Sie auch:
- Zentripetalkraft vs. Zentripetalbeschleunigung
- So ermitteln Sie die Masse ohne Beschleunigung
- So ermitteln Sie die Beschleunigung mit zwei Geschwindigkeiten
- So ermitteln Sie die Beschleunigungsrate
- So ermitteln Sie die Beschleunigung mit dem Positions-Zeit-Diagramm
- Wie sich Beschleunigung von Geschwindigkeit unterscheidet
- So finden Sie die Beschleunigungsrechnung
- Faktoren, die die Beschleunigung beeinflussen
- So ermitteln Sie die Spannungskraft mit Beschleunigung
- So ermitteln Sie die Beschleunigung anhand des Winkels und des kinetischen Reibungskoeffizienten 2
Hallo, ich bin Manish Naik und habe meinen MSc Physik mit der Spezialisierung Festkörperelektronik abgeschlossen. Ich habe drei Jahre Erfahrung im Schreiben von Artikeln zum Thema Physik. Schreiben, das darauf abzielte, allen Lesern, vom Anfänger bis zum Experten, genaue Informationen zu bieten.
In meiner Freizeit verbringe ich meine Zeit gerne in der Natur oder besuche historische Orte.
Wir freuen uns darauf, Sie über LinkedIn zu vernetzen –
