L'accélération de surface sans friction représente la façon dont le corps se déplace sur la surface sans friction avec une vitesse constante.
Lorsque la surface est sans frottement, aucune force nette sur le mobile n'arrête son mouvement. Par conséquent, le corps continue de se déplacer avec la même vitesse. C'est la raison pour laquelle nous interprétons « sans friction » comme « se déplacer sans s'arrêter ». L'événement d'absence d'accélération est appelé « accélération de surface sans frottement ».
Lorsque deux corps accélèrent pour glisser l'un avec l'autre, ils subissent les forces opposées à leur point de contact des surfaces qui les ralentissent. L'une des forces opposées est un force normale qui agit perpendiculairement à la surface, et l'autre est un force de friction qui agit de manière tangente à la surface. Ces forces opposées fournissent de l'énergie aux particules internes du corps qui modifient leurs distances interatomiques, entraînant une décélération du mouvement du corps.
Les corps à surfaces sans frottement ne se déforment pas puisque leur distance interatomique reste la même au cours de leur mouvement. Sur une telle surface sans frottement, la force normale agissant vers le haut passe par le centre. Par conséquent, le corps en mouvement n'éprouve aucune couple ou zéro force autour de son centre. C'est pourquoi les forces nettes ne peuvent pas décélérer ou accélérer le corps, et le mouvement de rotation et de translation du corps ne peut pas être modifié.
Désormais, si le corps se déplace sur une surface de friction, il se déplacera pour toujours sans accélération ni changement dans son mouvement.
Surface sans friction contre surface rugueuse (crédit: shutterstock)
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Quelle est l'accélération sur une surface sans friction ?
L'accélération sur une surface sans frottement est le mouvement perpétuel du corps en l'absence de force de réaction.
L'accélération sur n'importe quelle surface est la mesure de la force exercée par la surface. La force de friction, qui est censée arrêter le mouvement, est éliminée sur la surface sans friction. Étant donné que les forces nettes agissant sur le corps deviennent nulles, l'accélération dans les surfaces sans frottement est également nulle.
Accélération sur différentes surfaces
As La première loi du mouvement de Newton états – la force musculaire appliquée oblige le corps à se déplacer dans le sens de la force à une vitesse égale. Comme Deuxième loi du mouvement de Newton États – le corps est accéléré, équivalent à la vitesse appliquée musclé Obliger.
F= ma ……………(*)
Contrairement à la première loi, la deuxième loi explique également la situation dans laquelle la force nette sur un objet n'est pas nulle. Cela signifie que les différentes forces produisent différentes accélérations d'un objet.
As La troisième loi du mouvement de Newtown états - il y a une force de réaction pour la force appliquée exercée par la surface de l'autre corps lorsque le frottement entre deux surfaces se produit.
« Le force de friction est directement proportionnel à la force normale. "
Ffric = FN
Alors que μ est coefficient de friction.
Lorsque nous rendons la surface lisse de différentes manières, nous réduisons le coefficient de frottement μ de la surface qui dépend de la rugosité de la surface. Sur une telle surface sans frottement, seule la force normale agit sur le corps mais tout au long de son mouvement lorsque le corps commence à glisser. Aucune force de réaction ne peut résister au mouvement du corps. C'est pourquoi le le corps se déplace dans le sens horizontal ou le long de la trajectoire de la force appliquée avec vitesse constante sur des surfaces sans frottement.
Selon La loi du mouvement de Newton, le corps se déplacera avec un mouvement constant en permanence, sauf si nous y employons une petite quantité de force. Habituellement, la force de frottement s'oppose au mouvement constant. Mais sur un surface sans frottement, cependant, il n'y a pas de force pour résister au mouvement. C'est le corps qui voyagera encore et encore.
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Comment une surface sans friction affecte-t-elle l'accélération ?
La surface de friction affecte l'accélération du corps en éliminant la force de friction qui s'oppose au mouvement.
Lorsque le corps glisse sur une surface rugueuse, il décélère rapidement pour se reposer en raison de la force de friction. Mais si nous rendons la surface plus lisse pour éliminer la force de friction, le corps glisse plus loin. C'est ainsi que la surface de friction affecte l'accélération du corps pour glisser en ligne droite sans fin.
Supposons que nous appliquions une force de poussée sur un bloc qui repose sur une table. Tout d'abord, le bloc glissera sur la surface de la table en raison de la force de poussée, mais il s'arrêtera après un certain temps en raison de force de frottement de la table. Les divers types de frottement force - comme glissement frottement ainsi que roulant frottement, s'opposer au mouvement du corps et empêcher le corps de glisser.
La surface sans friction affecte l'accélération
Si nous lissons la surface de la table, le temps écoulé entre le début du bloc et le reste augmentera. Supposons que la surface de la table devienne sans frottement de telle sorte que son frottement devienne presque négligeable. Dans ce cas, le bloc glisse le long d'un chemin rectiligne sans nécessiter aucune force pour continuer sur la plus grande distance.
La surface sans friction ne permet l'accélération d'aucun objet à moins que nous ne les accélérions avec une force externe déséquilibrée. par exemple, laisser tomber. Toute autre force employée parallèlement à une surface sans friction ferait glisser le corps car la force de friction est absente. Le corps en mouvement ne peut effectuer aucun mouvement latéral sur une surface sans frottement.
Un avion sans friction n'existe pas dans la vraie vie. Malgré son inexistence, un avion sans friction a une valeur significative dans la conception des routes, des moteurs et des moteurs, etc.
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Comment trouver l'accélération d'un objet sur une pente sans frottement ?
L'accélération sur une surface sans frottement la pente est déterminée en résolvant la force gravitationnelle sur l'objet en deux composants.
Sur une pente sans frottement, un objet se déplace parallèlement au plan. La force normale et la composante perpendiculaire gravitationnelle s'annulent car les deux forces sont dans la même direction. Par conséquent, seule la composante parallèle gravitationnelle accélère un objet en pente sans frottement.
Tout objet accélère sur une surface sans frottement d'un plan incliné. Nous pouvons soit mesurer son accélération, soit la calculer en déterminant la composante de poids descendant la pente et en mettant en œuvre Deuxième loi du mouvement de Newton.
Lorsqu'un objet glisse sur une pente sans frottement, la force normale N est exercée sur lui par une surface, et force gravitationnelle est exercé par la terre, qui est le poids de l'objet. La force normale est perpendiculaire et la force gravitationnelle est verticalement descendante vers la surface.
Étant donné que la pente est sans friction, un objet accélère le long de la pente et est davantage retenu parallèlement à sa surface au fur et à mesure qu'il progresse. Par conséquent, la force nette, telle que la force normale N et la composante y de la force gravitationnelle (mgcosθ), perpendiculaire à la pente, doit être nulle. En conséquence, seule la composante x de la force gravitationnelle (mgsinθ) est parallèle à la pente - accélérant un objet sur une surface sans frottement.
F = mgsinθ …………..(1)
Équation de comparaison (*) ainsi que (1), on a
ma = mgsinθ
a = gsinθ ………………(2)
Alors que est l'angle d'inclinaison et g est le accélération due à la pesanteur ou l'accélération produite par la force gravitationnelle.
Sur une surface sans frottement, la force nécessaire pour accélérer un objet est mgsinθ, qui accélérera également jusqu'à gsinθ.
Accélération en pente sans friction
En vérifiant les événements limites dans les surfaces sans frottement, nous pouvons également remarquer que
- Aucune force le long d'une surface horizontale sans frottement car l'angle d'inclinaison est nul.
- La force le long d'une surface de friction verticale est mg comme angle d'inclinaison = 90°.
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Quelle est l'accélération d'un objet glissant sur une rampe sans friction ?
L'accélération d'un objet glissant sur une rampe sans frottement est inférieure à l'accélération due à la valeur de la gravité.
L'accélération d'un objet sur la surface sans frottement d'une rampe inclinée est égale à gsinθ. La rampe a des angles possibles 0< θ<90°, donnant des valeurs 0
Comme nous l'avons expliqué précédemment, l'accélération sur une surface sans frottement est gsinθ.
En d'autres termes, sur une surface sans frottement, la masse d'un objet s'annule, ce qui prédit que tout objet, quelles que soient sa taille et sa masse, glissera sur une surface inclinée sans frottement à la même accélération gsinθ.
Puisque g= 9.8 m/s2 et = 30° pour une rampe inclinée.
Substituer les valeurs ci-dessus en équation (2), on a
a = 9.8 péché 30°
a = 9.8 * ½
a = 4.9 m/s2
Tout objet est généralement accéléré avec 4.9 m/s2 sur une surface sans frottement d'un plan incliné.
Si un objet part du repos puis parcourt une distance x, en descendant la rampe sans frottement au temps t ; celui de la équation cinématique du mouvement x=(1/2)à2 devient, x=(1/2)gsinθt2
Nous pouvons découvrir le temps que mettra un objet pour atteindre le bas de la rampe.
Notez que lorsqu'un angle de rampe incliné est de 90°, un objet tombera librement vers le bas.
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