Accelerazione superficiale senza attrito: informazioni e fatti esaurienti

L'accelerazione superficiale senza attrito rappresenta il modo in cui il corpo si muove sulla superficie senza attrito con velocità costante.

Quando la superficie è priva di attrito, nessuna forza netta sul movimento arresta il suo movimento. Quindi, il corpo continua a viaggiare con la stessa velocità. Questo è il motivo per cui interpretiamo "senza attrito" come "muoversi senza fermarsi". L'evento di assenza di accelerazione viene chiamato "accelerazione superficiale senza attrito".

Quando due corpi accelerano per scivolare l'uno con l'altro, sperimentano le forze opposte al loro punto di contatto con le superfici che li rallentano. Una delle forze opposte è a forza normale che agisce perpendicolarmente alla superficie, e l'altro è a forza di attrito che agisce tangente alla superficie. Queste forze opposte forniscono energia alle particelle interne del corpo che cambiano le loro distanze interatomiche, portando a rallentare il movimento del corpo. 

I corpi con superfici prive di attrito non si deformano poiché la loro distanza interatomica rimane la stessa durante il loro movimento. Su tale superficie priva di attrito, la forza normale che agisce verso l'alto passa attraverso il centro. Di conseguenza, l'esperienza del corpo in movimento è zero coppia o zero forze attorno al suo centro. Ecco perché le forze nette non possono rallentare o accelerare il corpo e il movimento di rotazione e traslazione del corpo non può essere modificato.

D'ora in poi, se il corpo si muove su una superficie di attrito, si muoverà per sempre senza accelerazione o cambiamento nel suo movimento.

Per saperne di più, leggi Accelerazione del piano inclinato.

Qual è l'accelerazione su una superficie senza attrito?

L'accelerazione su una superficie priva di attrito è il moto perpetuo del corpo in assenza di forza di reazione.

L'accelerazione su qualsiasi superficie è il misura della forza esercitata dalla superficie. La forza di attrito, che dovrebbe arrestare il movimento, viene eliminata sulla superficie priva di attrito. Poiché le forze nette che agiscono sul corpo diventano zero, anche l'accelerazione nelle superfici prive di attrito è zero.

As La prima legge del moto di Newton stati: la forza muscolare applicata fa muovere il corpo nella direzione della forza con uguale velocità. Come Seconda legge del moto di Newton stati – il corpo è accelerato, equivalente a quello applicato muscolare vigore.  

FA= ma ……………(*)

A differenza della prima legge, la seconda legge spiega anche la situazione in cui la forza netta su un oggetto non è zero. Ciò significa che le varie forze producono diverse accelerazioni di un oggetto. 

As La terza legge del moto di Newtown stati: esiste una forza di reazione per la forza applicata esercitata dalla superficie dell'altro corpo quando si verifica l'attrito tra due superfici. 

"La forza di attrito è direttamente proporzionale alla forza normale. “

F_Fric  = μF_N

Considerando che μ è coefficiente d'attrito.

Quando rendiamo la superficie liscia in modi diversi, riduciamo il coefficiente di attrito μ della superficie che dipende dalla rugosità della superficie. Su una superficie così priva di attrito, solo la forza normale agisce sul corpo ma lungo il suo movimento quando il corpo inizia a scivolare. Nessuna forza di reazione può resistere al movimento del corpo. Ecco perchè , il il corpo si muove in direzione orizzontale o lungo il percorso della forza applicata con velocità costante su superfici senza attrito. 

Come per Legge del moto di Newton, il corpo si muoverà permanentemente con un movimento costante, a meno che non impieghiamo su di esso una piccola quantità di forza. Di solito, la forza di attrito si oppone al moto costante. Ma su un superficie priva di attrito, tuttavia, non c'è forza per resistere al movimento. Questo è il corpo viaggerà ancora e ancora. 

Per saperne di più, leggi Le leggi del moto di Newton.

In che modo una superficie senza attrito influisce sull'accelerazione?

La superficie di attrito influenza l'accelerazione del corpo eliminando la forza di attrito che si oppone al movimento.

Quando il corpo scivola su una superficie ruvida, rallenta rapidamente per fermarsi a causa della forza di attrito. Ma se rendiamo la superficie più liscia per eliminare la forza di attrito, il corpo scivola più lontano. Ecco come la superficie di attrito influenza l'accelerazione del corpo per scivolare in un percorso rettilineo all'infinito.

Supponiamo di applicare una forza di spinta su un blocco appoggiato su un tavolo. In primo luogo, il blocco scivolerà sulla superficie del tavolo a causa della forza di spinta, ma si fermerà dopo un po' di tempo forza di attrito dalla tavola. I vari tipi di attrito forza – come scorrevole attrito ed rotolamento attrito, contrastare il movimento del corpo e impedire al corpo di scivolare. 

Se rendiamo liscia la superficie del tavolo, il tempo trascorso tra il blocco inizia a scorrere e il resto aumenterà. Supponiamo che la superficie del tavolo diventi priva di attrito in modo tale che il suo attrito diventi quasi trascurabile. In tal caso, il blocco procede a scorrere lungo un percorso rettilineo senza richiedere alcuna forza per proseguire per la distanza maggiore.

La superficie senza attrito non consente l'accelerazione a nessun oggetto a meno che non lo acceleriamo con una forza esterna sbilanciata. ad esempio, cadere. Qualsiasi altra forza impiegata parallelamente a una superficie priva di attrito farebbe scivolare il corpo poiché la forza di attrito è assente. Il corpo in movimento non può percorrere alcun movimento laterale su una superficie priva di attrito.

Un piano senza attrito non esiste nella vita reale. Nonostante la sua inesistenza, un aereo senza attrito ha un valore significativo nella progettazione di strade, motori e motori, ecc.

Per saperne di più, leggi Attrito scorrevole.

Come trovare l'accelerazione di un oggetto su un pendio senza attrito?

L'accelerazione su un senza attrito la pendenza è determinata risolvendo la forza gravitazionale sull'oggetto in due componenti.

In pendenza senza attrito, un oggetto si muove parallelamente al piano. La forza normale e la componente perpendicolare gravitazionale si annullano a vicenda poiché entrambe le forze sono nella stessa direzione. Quindi, solo la componente parallela gravitazionale accelera un oggetto in pendenza senza attrito.

Qualsiasi oggetto accelera su una superficie priva di attrito di un piano inclinato. Possiamo misurare la sua accelerazione o calcolarla determinando la componente del peso che scende dalla pendenza e implementando Seconda legge del moto di Newton.

Quando un oggetto scivola su un pendio privo di attrito, la forza normale N viene esercitata su di esso da una superficie, e forza gravitazionale è esercitato dalla terra, che è il peso dell'oggetto. La forza normale è perpendicolare e la forza gravitazionale è verticalmente verso il basso rispetto alla superficie.

Poiché la pendenza è priva di attrito, un oggetto accelera lungo la pendenza ed è ulteriormente trattenuto parallelamente alla sua superficie mentre avanza. Pertanto, la forza netta, come la forza normale N e la componente y della forza gravitazionale (mgcosθ), perpendicolare alla pendenza, deve essere zero. Di conseguenza, solo la componente x della forza gravitazionale (mgsinθ) è parallela alla pendenza, accelerando un oggetto su una superficie priva di attrito.

F = mgsinθ …………..(1)

Equazione di confronto (*) ed (1), noi abbiamo

ma = mgsinθ

a = gsinθ ………………(2)

Considerando che è l'angolo di inclinazione e g è il accelerazione dovuta alla forza di gravità o accelerazione prodotta dalla forza gravitazionale. 

Su una superficie senza attrito, la forza necessaria per accelerare un oggetto è mgsinθ, che accelererà ugualmente a gsinθ.

Controllando gli eventi limite nelle superfici prive di attrito, possiamo anche notare che

• Nessuna forza lungo una superficie orizzontale priva di attrito poiché l'angolo inclinato θ è zero. 
• La forza lungo una superficie di attrito verticale è mg come angolo inclinato θ = 90°. 

Per saperne di più, leggi Tipi di forze.

Qual è l'accelerazione di un oggetto che scivola lungo una rampa senza attrito?

L'accelerazione di un oggetto che scivola lungo una rampa senza attrito è minore dell'accelerazione dovuta al valore di gravità. 

L'accelerazione di un oggetto sulla superficie senza attrito di una rampa inclinata è uguale a gsinθ. La rampa ha angoli possibili 0< θ<90°, dando valori 0

Come abbiamo spiegato in precedenza, l'accelerazione su una superficie priva di attrito è gsinθ.

In altre parole, su una superficie senza attrito, la massa di un oggetto si annulla, il che prevede che qualsiasi oggetto, indipendentemente dalle dimensioni e dalla massa, scivolerà su una superficie inclinata senza attrito con la stessa accelerazione gsinθ. 

Poiché g= 9.8 m/s² e = 30° per rampa inclinata. 

Sostituendo i valori sopra in equazione (2), noi abbiamo

a = 9.8 sin 30°

a = 9.8 * ½

a = 4.9 m/s²

Qualsiasi oggetto è tipicamente accelerato con 4.9 m/s2 su una superficie priva di attrito di un piano inclinato.

Se un oggetto parte da fermo e poi percorre una distanza x, scendendo lungo la rampa senza attrito nel tempo t; quello di equazione cinematica del moto x=(1/2)a² diventa, x=(1/2)gsinθt²

Possiamo scoprire il tempo impiegato da un oggetto per raggiungere il fondo della rampa.

Si noti che quando un angolo di rampa inclinato è di 90°, un oggetto cadrà liberamente verso il basso.

Per saperne di più, leggi Equazioni cinematiche del moto.

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Manish Naik

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