Итак, у нас есть деревянный блок с массой 5 кг,
он лежит на земле,
и коэффициент трения покоя между этим видом дерева и землей равен 0,6,
и коэффициент трения скольжения между этим видом дерева и землей равен 0,55.
Это было определено кем-то много лет назад
или вы можете найти это в справочниках.
И предположим, что мы толкаем этот блок с этой стороны с силой равной 100 Н.
Что будет происходить?
Итак, первое, что вы могли бы понять, если нет трения,
если тут совершенно нет сопротивления,
нет сопротивления воздуха, мы полагаем, что в этом примере нет сопротивления воздуха
То, в этом измерении, в горизонтальном измерении
будет только одна сила, эта сила в 100 Н.
это будет результирующая сила.
Итак, у нас есть сила в 100 Н, действующая в этом направлении на массу 5 кг
Сила равна масса умноженная на ускорение,
ускорение и сила - веркторные величины.
Итак, у нас будет сила деленная на массу,
получим ускорение равное 20 метров на секунду в квадрате, в этом направлении.
Мы бы это получили, если бы не было трения,
но у нас есть трение в этой задаче.
Давайте подумаем, как мы будем решать задачу.
Итак, коэффициент трения.
Итак, это - отношение модуля скорости ,
которую я называю "движущая сила" .
Сила, которую вы должны применить, чтобы сдвинуть тело
и привести его в движение. Мы начнем использовать коэффициент трения покоя.
Это отношение между этим и модулем силы взаимодействия
между этим блоком и землей.
И модуль этой силы взаимодействия, это тоже самое
что и обычная сила нормальной реакции этого блока,
модуль силы нормальной реакции этого блока.
Тогда, как только он начнет двигаться
мы получим -- это тогда будет равно
это будет равно силе трения.
Это сила, которая возникает от трения,
и это будет равно силе трения.
Модуль силы трения деленное на силу взаимодействия
сила взаимодействия между этими двумя, итак, деленное на силу нормальной реакции
и это имеет смысл,
что большая сила - это сила нормальной реакции.
Чем это сильнее, тем сильнее
они будут давить на друг друга,
тем большую движущую силу вы должны
или большую силу трения вы должны применить.
В любом случае
сила трения противоположно направлена вашему движению.
Даже если вы будете толкать в этом направлении
кажется, что сила трения вдруг поможет вам.
Давайте подумаем, какая сила нам необходима
чтобы преодолеть силу трения в статическом случае.
Итак, сила притяжения этого блока
будет равна ускорению свободного падения, которое равно 9,8 метра на секунду в квадрате умноженное на 5 кг.
9,8 метра на секунду в квадрате умноженное на 5 кг равно 49 кг метров на секунду в квадрате или 49 Ньютонов вниз.
Это сила, модуль силы притяжения,
направление вниз к центру земли
Сила нормальной реакции, и эта вот эта сила, потому что блок не ускоряется вниз.
Поэтому должна быть сила, которая компенсирует силу притяжения,
и в этом случае, это сила нормальной реакции.
Итак, она равна 49 Ньютонов вверх.
Поэтому блок не ускоряется вниз или вверх.
Итак, у нас есть движение,
модуль движущей силы, должен быть равен, деленный на модуль силы нормальной реакции,
так, это будет равно 49 Н,
равно 0,6.
Или мы можем сказать, что модуль движущей силы
равен 49 Н умноженное на коэффициент трения покоя.
Или 49 Н умноженное на 0,6.
И помните, коэффициент трения - безразмерная величина,
поэтому единица измерения тут останется Ньютон.
Итак, 49 умноженное на 0,6 равно 29,4 Ньютона.
Это равно 29,4 Ньютона.
Итак, сила которая преодолевает силу трения,
которую мы прикладываем, более чем достаточна,
100 Ньютонов, мы начнем двигать блок
и сразу в этот момент,
в который блок начинает двигаться
результирующая сила --
итак, у нас сила равная 100 Ньютонов направлена в этом направлении
и сила трения поеоя направлена в этом направлении --
возможно, я могу нарисовать ее вот тут, чтобы показать, что она идет отсюда.
Сила трения покоя равна 29,4 Ньютонов, направлена в эту сторону
и тогда, когда мы начинаем двигать блок
сразу после маленького движения --
потому что, как только я сдел это, оно начинает двигаться
и трение скольжение начинает работать, но только в этот момент
только в этот момент результирующая сила 100-29,4
направленная вправо, поэтому результирующая сипа будет равна 70,6 Ньютонов
в момент, когда я толкаю блок.
Как только я двигаю блок.
Как только мы преодолели трение покоя, наша результирующая сила равна 70,6 Н и направлена вправо.
И только в этот момент, вы делите это на массу 5 кг.
Только в этот момент, ускорение будет равно 14,12 метров на секунду в квадрате.
Вы получите ускорение равное 14,1 метра на секунду в квадрате, направленное вправо,
но это будет только в этот момент, потому что, как только вы сдвинули его
блок двигается,
и как только он двигается, коэффициент трения скольжения начинает работать.
We've got the things out of their little grooves
and so they're kind of gliding past each other on the top, although there still is resistant
Итак, как только мы сдвинули его, у нас было ускорение ровно в этот момент.
Теперь, коэффициент трения скольжения начинает работать.
И сила трения, полагая что мы двигаем блок,
модуль скорости трения будет всегда действовать против нашего движения
это будет -- помните, наша сила нормальной реакции равна 49 Н.
Поэтому мы можем умножить обе части на 49.
Мы получим 49 Н умноженное на 0,55, что равно 26,95 H.
Это сила трения, это модуль
и это будет противодействовать нашему движению.
Итак, как только мы начинаем толкать в этом направлении, сила трения
будет направлена в этом направлении.
Так, как только мы начинаем двигать, полагая, что мы продолжаем прикладывать эту силу в 100 Н,
какя будет результирующая сила? Итак, у нас есть сила в 100 Н направленная сюда,
и у нас есть сила в 26,95 Н направленная сюда.
Обратите внимание на векторы, я не должен рисовать их тут,
я мошу нарисовать их из центра масс
объекта. Я могу рисовать их где угодно, но помните, эти силы действуют на объект.
Если быть точным, мы должны нарисовать их из центра масс, потому что
мы видим все эти атомы как один объект.
В любом случае, чему равна результирующая сила?
У нас есть сила в 100 Н вот тут, у нас есть сила в 26,95 Н, направленная влево
100 минус 26,95
100 Н мы прикладываем справа
минус 26,95 Н, это сила трения, направлена влево, всегда против движения,
это означает, что результирующая сила направленная вправо равна 73,05.
Итак, как только мы двигаем, результирующая сила направленная вправо равна 73,05 Н.
Это результирующая сила и она направлена впрево.
Сразу после того, как мы толкнули его, какое будет ускорение?
Ну, 73,05 деленное на массу 5 кг, мы получим 14,61.
Итак, ускорение во время нашего движения будет равно 14,61 метров на секунду в квадрате,
и направлена вправо.
Я очень хочу, чтобы вы понимали, что происходит.
Наша сила достаточна для того, чтобы сдвинуть блок,
но после того, как мы сдвинули его
мы преодалеваем трение покоя, в этот момент
наше ускорение меньше,
потому что мы преодолеваем трение покоя,
но как только мы сдвинули и как только он двигается
и полагая, что мы продолжаем прикладывать ту же силу,
сила трения, когда
мы уже толкнули его,
теперь мы используем коэффициент трения скольжения.
И как только он начал двигаться, результирующая скорость становится больше в правом направлении, потому что
вы можете увидеть, что сила трения будет меньше, как только вы начнете двигать блок.
И теперь сила трения уменьшится до 26,95 Н.
И тогда, ускорение направленное вправо будет немного больше и равно 14,61 метра на секунду в квадрате.
Итак, когда вы толкнете его, ускорение равно 14,1 метра на секунду в квадрате, но
только в этот момент, почти незаметный момент, когда он начинает двигаться.
Затем вы будете двигаться вперед с постоянным ускорением.