1. Сүрүлүү күчүнүн аныктамасы
Сүрүлүү – бул бири-бирине тийген нерселердин беттеринин ортосундагы сүйрөө күчү. Бул темада изилденген сүрүлүү күчү эки катуу дене бетинин бири-бирине тийген сүрүлүү күчү менен байланыштуу. Мисалы, устундун негизи менен полдун бетинин ортосундагы сүрүлүү, бут кийимдин негизи менен полдун бетинин ортосундагы сүрүлүү, унаанын дөңгөлөктөрү менен жолдун бетинин ортосундагы сүрүлүү.
Сүрүлүү күчү бири-бирине тийген катуу нерселердин бетинде ар дайым иштейт, бирок объекттер абдан жылмакай. Жылмакай беттер да микроскопиялык масштабда чындыгында абдан орой болот. Объект кыймылдаганда, бул микроскопиялык кырлар кыймылга тоскоол болот. Атомдук деңгээлде беттеги чыгып турган нерсе атомдордун башка беттерге абдан жакын болушуна алып келет, ошондуктан атомдордун ортосундагы электр күчтөрү кыймылдагы объекттин эки бетинин биригиши катары химиялык байланыштарды түзө алат. Объект кыймылдаганда, мисалы, столдун бетине китепти түрткөндө, китептин кыймылы тоскоолдуктарга дуушар болуп, акыры токтойт. Бул байланыштын пайда болушуна жана ажырашына байланыштуу.
Эгерде бир нерсенин бети башка бир нерсенин бетине сүрүлсө, бул нерселердин ар бири бири-биринин ортосундагы сүрүлүүгө таасир этет. Кыймылдагы нерсеге болгон сүрүлүү күчү ар дайым нерсенин кыймыл багытына карама-каршы багытта болот. Нерселердин кыймылын басаңдатуудан тышкары, сүрүлүү эскирүүгө жана бузулууга алып келиши мүмкүн. Муну унаанын кыймылдаткычынан байкай алабыз. Мисалы, биз мотоциклдин кыймылдаткычына майлоочу май бергенде, кыймылдаткычтын ичинде пайда болгон сүрүлүү күчүн азайткыбыз келет. Эгерде ага майлоочу май берилбесе, унаабыздын кыймылдаткычы тез бузулат. Бул мисал сүрүлүүдөн келип чыккан жоготуулардын бири.
2. Түрлөрү сүрүлүү күчтөрү
Сүрүлүү күчтөрүнүн эки түрү бар, атап айтканда, статикалык сүрүлүү күчү (fs ) жана кинетикалык сүрүлүү күчү (fk ) . Статикалык сүрүлүү күчү объект кыймылдабаганда иштейт, ал эми кинетикалык сүрүлүү күчү объект кыймылдаганда иштейт. Эгерде сиз столду түртсөңүз, бирок стол кыймылдабаса, анда тынч турган столдо аракет кылган сүрүлүү күчү статикалык сүрүлүү күчү болуп саналат. Тескерисинче, стол кыймылдаганда, столдо аракет кылган сүрүлүү күчү кинетикалык сүрүлүү болуп саналат. Эгерде кыймылдаган стол дайыма эле түртүлбөсө, стол бир азга кыймылдагандан кийин токтоп калат. Стол столдун кыймылын тоскон кинетикалык сүрүлүү күчүнөн улам токтойт.
Жылмакай нерсени басып баратканда тайгаланып кеткен учурларыңыз болду беле? Тайгаланып кеткенде, бут кийимдин түбү менен жылмакай беттүү сандалдын түбүнүн ортосундагы сүрүлүү күчү кинетикалык сүрүлүү болуп саналат. Бул көйгөй мотоцикл же унаа нымдуу жана жылмакай жолдун үстүндө жүрүп, дөңгөлөк тайгаланып кеткенге чейин тормоздогонго окшош. Дөңгөлөктөр тайгаланып кеткенде, дөңгөлөктүн бети менен жолдун бетине таасир этүүчү сүрүлүү күчү кинетикалык сүрүлүү күчү болуп саналат. Тескерисинче, басканда, бут кийимдин түбү же сандалдын түбү менен полдун бетинин ортосунда таасир этүүчү сүрүлүү күчү статикалык сүрүлүү күчү болуп саналат. Ошо сыяктуу эле, дөңгөлөктөр тайгаланбаганда, дөңгөлөктүн бети менен жолдун бетине таасир этүүчү сүрүлүү күчү статикалык сүрүлүү күчү болуп саналат.
2.1 Статикалык сүрүлүү күчү
Статикалык сүрүлүү күчү – бул объекттер кыймылдай электе бири-бирине тийип турган объекттердин бетине таасир этүүчү сүрүлүү күчү.
1-сүрөттө жалпак тегиздиктин бетинде турган нерсе көрсөтүлгөн. Эгерде нерсе али кыймылдай элек болсо, анда статикалык сүрүлүү күчү (fs) тартуу күчүнөн (F) кичине. Эгер ал тартыла берсе, анда нерсе кыймылдайт. Туура нерсе кыймылдаганда, статикалык сүрүлүү күчүнүн чоңдугу (f)...s) тартуу күчүнүн чоңдугуна (F) барабар.
Ньютондун биринчи мыйзамында жалпы күч (натыйжалык күч) нөлгө барабар болгондо объекттер тынч абалда болот деп айтылат.
ΣF y = 0 (Объект токтоп турат жана вертикалдуу багытта кыймылдабайт)
N – w = 0
N = w (1.2)
1.1 теңдемедеги Nди 1.2 теңдемедеги N менен алмаштырыңыз
f s = μ s w
f s = μ s мг (1.3)
fs = статикалык сүрүлүү (N), μs = статикалык сүрүлүү коэффициенти, N = нормалдуу күч (N), w = тартылуу күчү (N), m = масса (кг), g = тартылуу күчүнүн ылдамдануусу (м/ с² )
Эгерде сиз статикалык сүрүлүү коэффициентин аныктагыңыз келсе, анда 1.1b теңдемесин колдонуңуз
Σf x = 0 (Объект токтоп турат жана горизонталдык багытта кыймылдабайт)
F – fs = 0
F = fs ( 1.4)
Нерсе кыймылдай баштаганда, максималдуу статикалык сүрүлүү күчү түртүү же тартуу күчүнүн чоңдугуна барабар.
2.2 Кинетикалык сүрүлүү күчү
Кинетикалык сүрүлүү күчү – бул кыймылдаган нерсе бири-бирине тийип турган нерселердин бетине таасир этүүчү сүрүлүү күчү.
Эгер кинетикалык сүрүлүү коэффициентин (μk) аныктагыңыз келсе , 1.5b теңдемесин колдонуңуз
2-сүрөттө объект туруктуу ылдамдыкта кыймылдашы үчүн үзгүлтүксүз тартылып жаткан нерсе көрсөтүлгөн. Туруктуу ылдамдыкта кыймылдаганда, кинетикалык сүрүлүү күчүнүн чоңдугу (fk) тартуу күчүнүн чоңдугуна (F) барабар.
Ньютондун биринчи мыйзамында, эгерде жалпы күч (пайда болгон күч) нөлгө барабар болсо, объект туруктуу ылдамдыкта кыймылдайт деп айтылат.
ΣF x = 0 (объектилер горизонталдык багытта туруктуу ылдамдыкта кыймылдашат)
F – f k = 0
F = f k (1.6)
1-үлгү маселе:
Окуучу динамометрди (күч өлчөөчү түзүлүш) колдонуп, столдун бетинде жайгашкан 1 кг массалуу устунду тартып жатат. Уст кыймылдаганда, динамометр 2 Н санын көрсөтөт. Эгерде тартылуу күчүнүн ылдамдануусу = 10 м/с2 болсо , (а) статикалык сүрүлүү күчүнүн чоңдугун (б) статикалык сүрүлүү коэффициентин аныктагыла.
Solution:
Белгилүү : m = 1 кг, F = 2 Н, g = 10 м/с2 , w = mg = 10 Н
(а) fs
Нур кыймылдаганда, статикалык сүрүлүү күчүнүн чоңдугу = тартуу күчүнүн чоңдугу (1.4-теңдемени салыштырыңыз). Демек, fs = F = 2 N.
(b) μ s
f s = μ s w
2 N = (μ s )(10 N)
μ s = 2 N / 10 N = 0.2
2-үлгү маселе:
Столдун бетинин үстүндө жайгашкан 1 кг массалуу нур үзгүлтүксүз тартылып, нур туруктуу ылдамдыкта кыймылдайт. Нур туруктуу ылдамдыкта кыймылдаганда, динамометр 1 Н санын көрсөтөт. Эгерде тартылуу күчүнүн ылдамдануусу = 10 м/с2 болсо , (а) кинетикалык сүрүлүү күчүнүн чоңдугун (б) кинетикалык сүрүлүү коэффициентин аныктагыла.
Solution:
Белгилүү: m = 1 кг, g = 10 м/с² , F = 1 Н, w = мг = 10 Н
(а) f k
Нур үзгүлтүксүз же туруктуу ылдамдыкта кыймылдаганда, кинетикалык сүрүлүү күчүнүн чоңдугу = тартуу күчүнүн чоңдугу (1.6-теңдемени салыштырыңыз).
Ошентип, f k = F = 1 N
(b) μ k
f k = μ k w
1 N = (μk ) (10 N)
μ k = 1 N / 10 N = 0.1
