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    Comment calculer la force de contact

    La force, en tant que concept de physique, est décrite par la deuxième loi de Newton, qui stipule que l'accélération résulte lorsqu'une force agit sur une masse. Mathématiquement, cela signifie F = ma, bien qu'il soit important de noter que l'accélération et la force sont des vecteurs (c.-à-d. Qu'elles ont à la fois une amplitude et une direction dans l'espace tridimensionnel) alors que la masse est une magnitude seulement). Dans les unités standard, la force a des unités de Newtons (N), la masse est mesurée en kilogrammes (kg), et l'accélération est mesurée en mètres par seconde au carré (m /s 2). les forces sans contact, c'est-à-dire qu'elles agissent sans que les objets qui les éprouvent soient en contact direct les unes avec les autres. Ces forces comprennent la gravité, la force électromagnétique et les forces internucléaires. D'autre part, les forces de contact exigent que les objets se touchent, que ce soit pour un simple instant (comme une balle qui frappe et rebondit sur un mur) ou sur une période prolongée (comme une personne qui roule un pneu) Dans la plupart des contextes, la force de contact exercée sur un objet en mouvement est la somme vectorielle des forces normales et de frottement. La force de friction agit exactement à l'opposé des directions du mouvement, tandis que la force normale agit perpendiculairement à cette direction si l'objet se déplace horizontalement par rapport à la gravité.

    Étape 1: Déterminer la force de frottement

    Cette force est égale au coefficient de frottement entre l'objet et la surface multiplié par le poids de l'objet, qui est sa masse multipliée par la gravité. Ainsi F f = μmg. Trouvez la valeur de μ en la consultant dans un tableau en ligne comme celui d'Engineer's Edge. Note: Parfois vous aurez besoin d'utiliser le coefficient de friction cinétique et à d'autres moments vous aurez besoin de connaître le coefficient de frottement statique.

    Supposons pour ce problème que F f = 5 Newtons.

    Etape 2: Déterminer la Force Normale

    Cette force, F N, est simplement la masse de l'objet fois l'accélération due à la gravité fois le sinus de l'angle entre la direction du mouvement et le vecteur de gravité verticale g, qui a une valeur de 9,8 m /s 2. Pour ce problème, supposons que l'objet se déplace horizontalement, de sorte que l'angle entre la direction du mouvement et la gravité est de 90 degrés, ce qui a un sinus de 1. Ainsi, F N = mg pour les besoins actuels. (Si l'objet descendait une rampe orientée à 30 degrés par rapport à l'horizontale, la force normale serait mg × sin (90 - 30) = mg × sin 60 = mg × 0,866.)

    Pour ce problème , supposons une masse de 10 kg. F N est donc 10 kg × 9,8 m /s 2 = 98 Newtons.

    Étape 3: Appliquer le théorème de Pythagore pour déterminer l'amplitude de la force de contact globale

    Si vous imaginez la force normale F N agissant vers le bas et la force de frottement F f agissant horizontalement, la somme des vecteurs est l'hypoténuse complète un triangle rectangle qui joint ces vecteurs de force. Sa grandeur est donc:

    (F N 2 + F f 2) (1/2),

    qui pour cela le problème est

    (15 2 + 98 2) (1/2)

    = (225 + 9,604) (1/2)

    = 99.14 N.

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