Сила нормальної реакції

Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії

Сила нормальної реакції (іноді нормальна реакція опори) - сила, що діє на тіло з боку опори і спрямована перпендикулярно ( «по нормалі »,« Нормально ») до поверхні зіткнення. Розподілена за площею зони зіткнення. Слід обліковувати при аналізі динаміки руху тіла. фігурує в законі Амонтона - Кулона .

Одним з часто обговорюваних прикладів для ілюстрації сили нормальної реакції є випадок знаходження невеликого тіла на похилій площині . При цьому для простоти вважається, що сила реакції прикладена в одній точці дотику.

Для розрахунку в цьому випадку використовується формула

| N → | = M g cos ⁡ θ {\ displaystyle | {\ vec {N}} | = mg \ cos \ theta} ,

де | N → | {\ Displaystyle | {\ vec {N}} |} - модуль вектора сили нормальної реакції, m {\ displaystyle m} - маса тіла, g {\ displaystyle g} - прискорення вільного падіння , Θ {\ displaystyle \ theta} - кут між площиною опори і горизонтальною площиною.

Виписаної формулою відбивається той факт, що вздовж напрямку, перпендикулярного похилій площині, руху немає. Це означає, що величина сили нормальної реакції дорівнює проекції сили тяжіння m g {\ displaystyle mg} на зазначений напрямок.

з закону Амонтона - Кулона випливає, що для модуля вектора сили нормальної реакції справедливо співвідношення:

| N → | = | F → | μ, {\ displaystyle | {\ vec {N}} | = {\ frac {| {\ vec {F}} |} {\ mu}},}

де F → {\ displaystyle {\ vec {F}}} - сила тертя ковзання , А μ {\ displaystyle \ mu} - коефіцієнт тертя.

Оскільки сила тертя спокою обчислюється за формулою

| f → | = M g sin ⁡ θ, {\ displaystyle | {\ vec {f}} | = mg \ sin \ theta,}

можна експериментальним шляхом знайти таке значення кута θ {\ displaystyle \ theta} , При якому сила тертя спокою буде дорівнює силі тертя ковзання:

m g sin ⁡ θ = μ m g cos ⁡ θ. {\ Displaystyle mg \ sin \ theta = \ mu mg \ cos \ theta.}

Звідси виражається коефіцієнт тертя:

μ = t g θ. {\ Displaystyle \ mu = \ mathrm {tg} \ \ theta.}