摩擦力公式的應用主要在計算物體在摩擦力作用下的運動情況,包括但不限于以下幾種情況:
1. 滑動摩擦力:F=μF`N`,可以用來計算在特定表面條件和重力條件下物體的摩擦力。
2. 靜摩擦力:根據二力平衡,靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反,可以用來計算需要克服最大靜摩擦力的運動情況。
3. 傳送帶問題:當物體在傳送帶上運動時,需要根據物體的速度和傳送帶的速度,以及摩擦系數來計算摩擦力的具體數值。
4. 滾動摩擦:當物體在粗糙表面上滾動時產生的摩擦力,公式與滑動摩擦力公式相似,但μ值通常較小。
5. 摩擦力與物體形狀和材料的關系:這個公式可以應用于各種形狀和材料的物體,了解摩擦力的大小如何隨材料和形狀的變化而變化。
需要注意的是,摩擦力公式只是一個基礎公式,具體應用時還需要考慮其他因素,如接觸面積、壓力、接觸面的濕度和溫度等。
小明騎著一輛自行車在平直的公路上勻速行駛,已知自行車的質量為15kg,行駛時受到的阻力為車重的0.04倍(g取10N/kg)。
(1)求自行車受到的摩擦力;
(2)自行車行駛的路程為10km時,小明消耗的汽油完全燃燒放出的熱量是多少?
【分析】
(1)自行車勻速行駛時受到的阻力為車重的0.04倍,根據$f = 0.04G$求出阻力的大??;自行車對地面的壓力等于自行車的重力,根據$F = \mu F_{N}$求出自行車受到的摩擦力;
(2)根據$W = Q$求出消耗的汽油完全燃燒放出的熱量。
【解答】
(1)自行車的重力:$G = mg = 15kg \times 10N/kg = 150N$,阻力:$f = 0.04G = 0.04 \times 150N = 6N$;自行車對地面的壓力等于自行車的重力,所以自行車受到的摩擦力:$f = \mu F_{N} = 0.2 \times 150N = 30N$;
(2)消耗的汽油完全燃燒放出的熱量:$Q = mq = 0.2kg \times 4.6 \times 10^{7}J/kg = 9.2 \times 10^{6}J$。
答:(1)自行車受到的摩擦力為$30N$;(2)小明消耗的汽油完全燃燒放出的熱量是$9.2 \times 10^{6}J$。