क्या सामान्य बल एक कोण पर हो सकता है: कई दृष्टिकोण और समस्या उदाहरण

जब दो पिंड संपर्क-सतह में आते हैं, तो एक घटक उन पर संपर्क सतह के लंबवत कार्य करता है। इसे सामान्य बल के रूप में जाना जाता है।

क्या सामान्य बल कोण पर हो सकता है:- शरीर पर लगने वाला सामान्य बल शरीर पर गुरुत्वाकर्षण बल (मिलीग्राम) को संतुलित करता है। के रूप में सामान्य बल शरीर द्वारा अनुभव किए गए बल के मूल्य पर निर्भर करता है, लेकिन सामान्य बल हमेशा शरीर के लंबवत होता है।

हमें शरीर पर लगने वाले बल को समझने की जरूरत है। आइए हम एक ऐसे ब्लॉक का उदाहरण लें जो टेबल की सतह पर आराम की स्थिति में है।

इस स्थिति में ब्लॉक दो प्रकार के बलों का अनुभव करता है।

• पहला गुरुत्वाकर्षण बल (mg) है जो ब्लॉक के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र में लंबवत नीचे की ओर कार्य करता है।
• दूसरा प्रतिक्रियावादी बल P है जो लंबवत रूप से ऊपर की ओर कार्य करता है। ये बल हैं गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से गुजरना ब्लॉक का।

 इसलिए ब्लॉक P= mg में है।

 अब, यदि हम गुटके पर कोई बाह्य बल F लगाते हैं, तो मान लीजिए कि वह सही दिशा में है। इस स्थिति में, ब्लॉक हिलता नहीं है। इसके बजाय, बल P (ऊर्ध्वाधर ऊपर की ओर) अब बाईं दिशा में झुका हुआ है। यहाँ गुटके पर कार्य करने वाले बल P को दो घटकों में विभाजित किया जा सकता है। एक समानांतर होगा, और दूसरा संपर्क सतह के लंबवत होगा।

स्थैतिक घर्षण बल यह बल लगाए गए बल F को संतुलित करता है। इसके विपरीत, मजबूर जो ब्लॉक के लंबवत है, सामान्य बल R के रूप में जाना जाता है। (आर = मिलीग्राम)।

सीमित घर्षण बल सामान्य बल के समानुपाती होता है:-

f_sα आर

सीमित घर्षण का गुणांक घर्षण बल को सामान्य बल तक सीमित करने का अनुपात है।

 जब दो सतहें आपेक्षिक गति में होती हैं, तो उनके बीच अभिनय करने वाले बल को गतिज घर्षण के रूप में जाना जाता है बल एफके। यह सीमित भिन्न से कम है, इसे इस प्रकार दिया गया है:-

एफके = μkआर

कहां ,

μk<μs

यह जाँचने के लिए कि क्या "सामान्य बल एक कोण पर हो सकता है" निम्नलिखित स्थितियों के माध्यम से इसकी जाँच करते हैं: -

रोलर खींचते समय:-

जब m द्रव्यमान के एक रोलर को एक कोण पर F का बल लगाकर क्षैतिज सतह पर खींचने की कोशिश की जाती है। जैसा कि नीचे चित्र में दिखाया गया है:-

यह मानते हुए कि रोलर संतुलन में है, हम कहते हैं कि: -

R₁+Fcosθ=मिलीग्राम

R₁=मिलीग्राम-Fcosθ

यहां रोलर और सतह के बीच स्थैतिक घर्षण का गुणांक है, तो हम f . लिख सकते हैं_s जैसा:-

f_s=μ_sR1

f_s=μ_s(मिलीग्राम-Fcosθ)

अब हम कह सकते हैं कि सामान्य बल रोलर के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के लंबवत है।

जब m द्रव्यमान के एक रोलर को एक कोण पर F का बल लगाकर क्षैतिज सतह पर धकेलने का प्रयास किया जाता है। जैसा कि नीचे चित्र में दिखाया गया है:-

R2=Fcosθ+mg

f_s'=μ_sR2

f_s'=μ_s(Fcosθ+मिलीग्राम)

इस स्थिति में भी सामान्य बल रोलर के गुरुत्वाकर्षण केंद्र के लंबवत होता है।

दिए गए उदाहरण से, समीकरण 1 और 2 की तुलना करते हुए, हम कह सकते हैं कि रोलर को धक्का देने के बजाय खींचना आसान है क्योंकि खींचते समय घर्षण बल कम होता है।

यदि हम रोलिंग घर्षण के मामले पर विचार करें जो कि फिसलने वाले घर्षण से बहुत कम है, तो इस मामले में भी हम केवल 90 डिग्री पर सामान्य बल पाते हैं।

जैसा कि हम जानते हैं, रोलिंग घर्षण सामान्य बल R के सीधे समानुपाती होता है और पहिया के त्रिज्या r के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

f_rαआर/आर

f_r=μ_r*(आर/आर)

जहां μ_r रोलिंग घर्षण का गुणांक है.

दिए गए सभी उदाहरणों से, हम जानते हैं कि सामान्य बल हमेशा शरीर के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के लंबवत ऊपर की ओर होता है।

सामान्य बल से संबंधित समस्या उदाहरण:-

980 N का बल सीमित घर्षण बल के बराबर होता है। इसलिए स्थैतिक घर्षण का गुणांक है:

μ_s=f_s/R

जहाँ R सामान्य बल mg के बराबर है।

μ_s=980/(200*9.8)

μ_s= 0.05

घर्षण कोण द्वारा दिया जाता है;

तन_s=μ_s= 0.05

θ_s=तन^-1(0.05)

• 2kg द्रव्यमान का एक गुटका फर्श पर रखा गया है। स्थैतिक घर्षण का गुणांक 0.4 है। जैसा कि दिखाया गया है, ब्लॉक पर 2.5 N का बल लगाया जाता है। इसे परिकलित करें घर्षण बल ब्लॉक और फर्श के बीच?

मान लें कि फर्श द्वारा लगाए गए ब्लॉक पर R सामान्य बल है। स्थैतिक घर्षण का सीमित बल है:

f_s=μ_rआर = μ_smg

0.4 * 2 किग्रा * 9.8ms²

7.84N

• जब किसी सतह पर रखे किसी पिंड का भार दोगुना कर दिया जाता है, तो घर्षण का गुणांक कैसे बदलता है?

घर्षण के गुणांक में कोई परिवर्तन नहीं होता है। वास्तव में, सीमित अंश का बल दोगुना हो जाता है।

f_s=μ_sआर = μ_smg

. हम एक शरीर को चिकनाई देते हैं, फिर स्नेहक दो सतहों के चारों ओर एक पतली परत बनाता है। ऐसी स्थिति में, फिसलने वाले घर्षण को तरल घर्षण द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। जहाँ द्रव घर्षण, फिसलने वाले घर्षण से कम होता है। इससे घर्षण कम होता है।

• क्या हम a . से कूद सकते हैं घर्षण रहित क्षैतिज सतह?

नहीं, हम घर्षण रहित क्षैतिज सतह से छलांग नहीं लगा सकते हैं। क्योंकि एक घर्षण रहित सतह सामान्य प्रतिक्रिया प्रदान नहीं करती है।

• वे कौन सी स्थितियाँ हैं जिन पर दो सतहों के बीच घर्षण का गुणांक निर्भर करता है?

घर्षण का गुणांक संपर्क में दोनों सतहों की प्रकृति, इसकी समता और सतह के तापमान पर निर्भर करता है।

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