Auala e Fuaina ai le Malosi o le Fete'ena'iga
O le fete'ena'iga o se tasi o malosiaga masani tatou te fetaia'i i le olaga i aso faisoo, mai seevae e pipii i luga o le auala, pa'u o ta'avale e puipuia ai le se'e, i le faagasologa o le tapeina o maka o le penitala i se solo. E ui ina foliga faigofie, ae o le fete'ena'iga e taua tele i le saienisi ma le inisinia aua e a'afia ai le lelei o le gaioiga, saogalemu, ma le fa'atinoga o meafaigaluega eseese. O le mea lea, o le malamalama i le auala e fuaina ai le fete'ena'iga o se tomai fa'avae i le fisiki, aemaise lava i le fa'agasologa o gaioiga.
1. Ia Malamalama i le Manatu Autu o le Malosiaga Fete'ena'i
I se tulaga lautele, o le fete'ena'iga o le malosi e tupu pe a pa'i ni mea se lua ma fe'avea'i (pe foliga fe'avea'i) e fa'atatau i le tasi ma le isi. O le itu o le malosi o le fete'ena'iga e fa'afeagai i taimi uma ma le itu o le gaioiga po'o le uiga o le mea e fe'avea'i ai.
E lua ituaiga autū o malosiaga fete'ena'iga:
1. Malosiaga fete'ena'i tumau (fs): e tupu pe a le'i minoi se mea, ae o lo'o taumafai se malosi e minoi. E fetu'una'i lona tele se'ia o'o i se tau maualuga.
2. Malosiaga o le fete'ena'iga fa'a-kinetic (fk): e tupu pe a uma ona fealua'i se mea. O lona tau e sili atu ona tumau nai lo le fete'ena'iga tumau.
O fua fa'atatau masani e masani ona fa'aaogaina:
– Malosiaga sili ona maualuga o le fete'ena'iga tumau:
\[
f_{s \,max} = \mu_s \, N
\]
– Malosiaga o le fete'ena'iga fa'a-kineti:
\[
f_k = \mu_k \, N
\]
Fa'amatalaga:
– \( \mu_s \) = fua fa'atatau o le fete'ena'iga tumau
– \( \mu_k \) = fua fa'atatau o le fete'ena'iga kinetic
– \( N \) = malosi masani (malosi o le mamafa o le fogāeleele i luga o le mea faitino)
O le fuaina o le malosi o le feteʻenaʻiga o lona uiga tatou te fuafuaina le tau o le malosi o loʻo faʻatinoina faʻataʻitaʻiga, e masani lava i se meafaigaluega e fua ai le malosi poʻo le auʻiliʻiliga o gaioiga.
2. Meafaigaluega ma Meafaitino mo le Fuaina o le Malosiaga o le Feteena’iga
Mo faʻataʻitaʻiga faigofie i le aʻoga poʻo le fale, e faigofie lava ona maua meafaigaluega e manaʻomia:
– Dynamometer (paleni o le tautotogo): o se meafaigaluega mo le fuaina o le malosi i Newtons (N)
– Mea e fa'ata'ita'i: mo se fa'ata'ita'iga poloka laupapa, solo, pusa laiti
– Luga fa'ata'ita'i: laulau laupapa, tioata, fola seramika, pepa oneone, pepa
– Maea po'o le matau: e toso ai mea
– Fua o le mamafa (filifiliga): e iloa ai le mamafa o se mea faitino
– Protractor ma le inclined plane (pe afai e faʻaaogaina le metotia o le inclined plane)
Faatasi ai ma lenei meafaigaluega faigofie, e mafai ona tatou fuaina le malosi maualuga o le fete’ena’iga tumau faapea foi ma le malosi o le fete’ena’iga kinetic.
3. Metotia 1: Fuaina o le Malosiaga Fete’ena’i i se Dynamometer (Metotia o le Toso Fa’alava)
O le metotia sili ona tuusaʻo o le tosoina lea o le mea faitino i luga o se mea mafolafola e faʻaaoga ai se dynamometer.
A. Fuaina o le Malosiaga Maualuga o le Fete'ena'iga Tumau
Laasaga-laasaga:
1. Tuu se mea faitino (e pei o se poloka laupapa) i luga o se mea mafolafola.
2. Fa'amau le manoa i le mea faitino ma fa'afeso'ota'i i le dynamometer.
3. Toso malie ma fa'ateleina malie le malosi o le tosoina.
4. Matau le faitauga i luga o le dynamometer. Pe afai e le minoi le mea faitino, o le malosi o le fete’ena’iga tumau o le a tutusa ma le malosi o le fete’ena’iga.
5. Faamaumau le tau o le malosi pe a amata ona gaoioi le mea. O lenei tau o le malosi maualuga o le fete’ena’iga tumau (\( f_{s \,max} \)).
Fa'amatalaga tāua: o le vave tele ona aveese o le tusi e mafai ona mafua ai ona oso a'e le faitauga ma le le sa'o. E tatau ona tumau le aveese o le tusi.
B. Fuaina o le Malosiaga o le Fete'ena'iga Fa'a-Kinetic
Laasaga-laasaga:
1. A uma ona gaoioi le mea faitino, fa'atumauina le toso ina ia gaoioi le mea faitino i se saoasaoa e le suia.
2. Afai e tumau le saoasaoa, ona latalata lea o le malosiaga e mafua mai i le sero, o lona uiga o le malosiaga toso e tutusa ma le malosiaga fete’ena’i fa’atino.
3. Matau le numera e faitauina ma le mautu i luga o le dynamometer i le taimi e gaoioi faifai pea. O le \( f_k \).
E masani lava, o le \( f_k \) e laʻititi ifo nai lo le \( f_{s \,max} \). O le mafuaʻaga lea e faigata ai mo mea ona "amata ona gaoioi" nai lo le "faʻaauau pea ona gaoioi".
4. Fuafuaina o le Coefficient of Friction mai Fuaina
Afai e iloa le malosi masani \( N \), e mafai ona tatou fuafuaina le coefficient of friction.
I luga o se mea mafolafola:
\[
N = mg
\]
faatasi ai ma:
– \( m \) = mamafa o le mea faitino (kg)
– \( g \) = fa'avavevaveina ona o le kalave (≈ 9,8 m/s² po'o le 10 m/s² mo le fa'atatauga)
Afai ua tatou maua \( f_{s \,max} \), ona:
\[
\mu_s = \frac{f_{s \,max}}{N}
\]
Afai ua maua le \( f_k \), ona:
\[
\mu_k = \frac{f_k}{N}
\]
O se faʻataʻitaʻiga puʻupuʻu
Mo se faʻataʻitaʻiga, o se poloka e mamafa e 2 kg ua tosoina i luga o se laulau.
O le malosi pe a amata ona gaoioi e faitau i le 6 N, ma pe a minoi pea lava pea e faitau i le 4 N.
O lea la:
– \( N = mg = 2 \times 10 = 20 \) N
– \( \mu_s = 6/20 = 0,3 \)
– \( \mu_k = 4/20 = 0,2 \)
E talafeagai lenei taunuuga ona e masani lava ona laʻititi le coefficient of kinetic friction.
5. Metotia 2: Fuaina o le Malosiaga Feteena’i i se Va’alele Fa’asino
E masani ona faʻaaogaina le metotia o le inclined plane pe a leai se dynamometer pe o se isi metotia e sui ai.
O le mataupu faavae
Tatou te faʻateleina le tulimanu o le faʻasino o le laupapa seʻia oʻo ina amata ona seʻe le mea. I lena tulaga, o le vaega o le malosi o le mamafa e tutusa ma le vaalele e tutusa ma le malosi maualuga o le feteʻenaʻiga tumau.
Afai o le tulimanu taua o le \( \theta \), ona:
\[
\mu_s = \tan(\theta)
\]
E faʻatatau lea i le tulaga lea e amata ai ona gaoioi le mea faitino i luga o le vaalele faʻasolo e aunoa ma se isi malosi faaopoopo.
Laasaga-laasaga:
1. Tuu le mea faitino i luga o le laupapa.
2. Si'i malie le laupapa ina ia fa'ateleina malie le tulimanu.
3. Matau le tulimanu e amata ona fealua'i ai le mea faitino.
4. Fuafua le tulimanu i se protractor po'o se mea e fua ai le tulimanu.
5. Fa'atatau \( \mu_s \) fa'aaoga le \( \tan(\theta) \).
Mo le fete'ena'iga fa'a-kinetic, e mafai ona e setiina se tulimanu fa'apitoa ma fua le fa'avavevaveina o le mea a'o fa'ase'e, ona iloilo lea o malosiaga o lo'o galue. Peita'i, o lenei metotia e fai si lavelave ma e masani ona mana'omia ai le fuaina o le taimi/mamao.
6. Mea e Aʻafia ai Taunuuga o le Fuaina
O le fuaina o le malosi o le feteʻenaʻiga e lē o taimi uma e maua ai le tau tutusa, auā e tele mea e aʻafia ai, e aofia ai:
– Ma'a'a o le fogā'ele'ele: o fogā'ele'ele ma'a'a e masani ona fa'ateleina ai le fete'ena'iga.
– Mamā o le fogāeleele: e mafai e le efuefu, suāuu, poʻo le vai ona suia le tau o le feteʻenaʻiga.
– Vaega e fesootaʻi: i faʻataʻitaʻiga fisiki lelei, e le afaina tuusaʻo le feteʻenaʻiga i le vaega e fesootaʻi ai, ae i meafaitino moni e mafai ona aʻafia ona o le faʻaleagaina.
– Saosaoa o le gaioiga: i nisi meafaitino, e mafai ona suia le feteʻenaʻiga pe a suia le saoasaoa.
– Vevela ma le susū o le ea: aemaise lava mo pa'u po'o meafaitino e faigofie ona suia uiga.
– Auala e toso ai: afai e le tutusa le toso ma le fogāeleele (si'i teisi), e suia le malosi masani ina ia suia ai fo'i le fe'ese'esea'iga.
O le mea lea, mo ni taunuuga e sili atu ona sa'o, fai le fa'ata'ita'iga i ni nai taimi ma ave le averesi.
7. Fautuaga mo Fuaina e Sili Atu ona Sa'o
O nisi fautuaga aogā:
1. Toso malie le mea a'o fuaina le maualuga o le fe'ese'esea'iga tumau.
2. Ia mautinoa o le toso e tutusa ma le fogāeleele ina ia lē suia le \( N \).
3. Fai fua fa'alua ia le itiiti ifo ma le 3 taimi.
4. Matau tulaga o le fogāeleele (mago, pefu, maseesee) ina ia mafai ona faʻatusatusa faʻamaumauga.
5. Faaaoga se mea e mautu ma e le faigofie ona fuli ina ia faitauina sa'o le malosi.
Fa'ato'a
E mafai ona faia le fuaina o le fete’ena’iga i se auala faigofie ae faasaienisi. O le auala e sili ona taatele o le fa’aaogaina lea o se dynamometer e fua ai le malosi pe a amata ona gaoioi se mea (maximum static friction) ma pe a gaoioi i se saoasaoa tumau (kinetic friction). O le isi auala e sui ai o le inclined plane method, lea e fa’aaoga ai le critical angle e fuafua ai le coefficient of static friction. Mai fua, e mafai fo’i ona tatou fuafuaina le coefficient of friction ma malamalama pe fa’apefea ona a’afia e tulaga o le fogaeleele le tele o le fete’ena’iga.
O le malamalama i le auala e fuaina ai le fete’ena’iga, e lē gata ina tatou a’oa’oina se manatu fa’a-fisiki ae malamalama fo’i i se mea taua e fuafua ai le saogalemu, lelei, ma le mafanafana i gaoioiga eseese i aso ta’itasi ma le inisinia. Afai e te mana’o ai, e mafai fo’i ona ou fa’aopoopoina se laulau o fa’amaumauga fa’ata’ita’i, se fa’atulagaga o lipoti a le fale su’esu’e, po’o ni fesili fa’ata’ita’i e feso’ota’i ma le fete’ena’iga.
