स्पर्श-बल: अभिलंब और स्पर्शीय क्या है? — भौतिकी

परिभाषा 1.14 विश्वविद्यालय भौतिकी — वर्ष 2 · 第 1 章 — दृढ़ पिंड की यांत्रिकी

स्पर्श-बिंदु $I$ पर किसी आधार द्वारा ठोस पर लगाया गया बल दो भागों में बँटता है: अभिलंब प्रतिक्रिया $\vect N$ , जो उभयनिष्ठ स्पर्श-समतल के लंबवत और ठोस की ओर दिष्ट होती है ( $N \ge 0$ : आधार केवल धकेल सकता है), और स्पर्श-समतल में स्थित स्पर्शीय घटक $\vect T$ , जो घर्षण बल है।

बाएँ: आनत तल पर लुढ़कते ठोस पर लगे बल — G पर भार, स्पर्श-बिंदु पर अभिलंब प्रतिक्रिया और घर्षण। दाएँ: चक्रिका (k = 1/2) का त्वरण ढाल के फलन के रूप में, f = 0.5 के लिए: जब तक 3f है वह बिना फिसले लुढ़कती है, फिर फिसलती है और उसका त्वरण g( - f ) के अनुसार चलता है, जो घर्षणहीन g से सदा कम रहता है। — बाएँ: आनत तल पर लुढ़कते ठोस पर लगे बल — $G$ पर भार, स्पर्श-बिंदु पर अभिलंब प्रतिक्रिया और घर्षण। दाएँ: चक्रिका ( $k = \tfrac12$ ) का त्वरण ढाल के फलन के रूप में, $f = 0.5$ के लिए: जब तक $\tan\alpha \le 3f$ है वह बिना फिसले लुढ़कती है, फिर फिसलती है और उसका त्वरण $g(\sin\alpha - f\cos\alpha)$ के अनुसार चलता है, जो घर्षणहीन $g\sin\alpha$ से सदा कम रहता है।

示例

उदाहरण 1.19 (कार को त्वरित होने के लिए घर्षण क्यों चाहिए)

अग्र-चालित कार: इंजन अगले पहियों पर बलाघूर्ण लगाता है; कार पर लगा एकमात्र बाह्य क्षैतिज बल टायरों पर सड़क का घर्षण है, और यही बल कार को त्वरित करता है। पूरा भार चालक पहियों पर हो तो सूखे डामर पर अधिकतम त्वरण $fg \approx 8\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}$ होता है — और उसका आधा, यदि चालक धुरी पर आधा ही भार टिका हो; बर्फ पर $1\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}$ । इंजन का कार्य सड़क नहीं करती (उसका स्पर्श-बिंदु तो विरामावस्था में है): वह आंतरिक कार्य है, जिसे संचरण-तंत्र गतिज ऊर्जा में बदलता है — ठीक वैसे ही जैसे चलते हुए व्यक्ति को ऊर्जा उसकी माँसपेशियों के आंतरिक बल देते हैं, धरती नहीं।

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