Samolot bez tarcia

Legenda: N = siła normalna prostopadła do płaszczyzny m = masa obiektu g = przyspieszenie ziemskie θ ( theta ) = kąt wzniesienia płaszczyzny mierzony od poziomu

Płaszczyzna bez tarcia jest koncepcją zaczerpniętą z pism Galileo Galilei . W wydanych w 1638 roku „ Dwóch nowych naukach ” Galileusz przedstawił wzór, który przewidywał ruch obiektu poruszającego się po pochyłej płaszczyźnie . Jego formuła opierała się na jego wcześniejszych eksperymentach ze swobodnie spadającymi ciałami. Jednak jego model nie był oparty na eksperymentach z obiektami poruszającymi się po pochyłej płaszczyźnie, ale na jego koncepcyjnym modelowaniu sił działających na obiekt. Galileusz rozumiał mechanikę płaszczyzny nachylonej jako połączenie wektorów poziomych i pionowych ; wynik grawitacji działającej na obiekt, odchylonej od nachylenia płaszczyzny.

Jednak równania Galileusza nie uwzględniają tarcia , a zatem nie przewidują doskonale wyników rzeczywistego eksperymentu . Dzieje się tak, ponieważ pewna energia jest zawsze tracona, gdy jedna masa przykłada niezerową siłę normalną do drugiej. Dlatego obserwowana prędkość , przyspieszenie i przebyta droga powinny być mniejsze niż przewiduje Galileo. Ta energia jest tracona w postaci dźwięku i ciepła. Jednak na podstawie przewidywań Galileusza dotyczących obiektu poruszającego się po pochyłej płaszczyźnie w środowisku pozbawionym tarcia stworzył on teoretyczne podstawy niezwykle owocnych przewidywań eksperymentalnych w świecie rzeczywistym.

Samoloty bez tarcia nie istnieją w prawdziwym świecie. Gdyby jednak tak było, można być niemal pewnym, że znajdujące się na nich obiekty zachowywałyby się dokładnie tak, jak przewiduje Galileo. Pomimo ich nieistnienia, mają znaczną wartość w projektowaniu silników, silników, jezdni, a nawet łóżek lawet, by wymienić tylko kilka przykładów.

Wpływ tarcia na obiekt poruszający się po pochyłej płaszczyźnie można obliczyć jako:

{\ Displaystyle F _ {\ operatorname {f}} = \ mu _ {\ operatorname {k}} F _ {\ operatorname {N}},

gdzie jest $}$ tarcia wywieraną przez obiekt i nachyloną płaszczyznę na siebie, równolegle do powierzchni płaszczyzny, $N} }}$ ${\ Displaystyle F _ {\ operatorname {$ to normalna siła $to$ przez przedmiot i płaszczyznę na siebie nawzajem, skierowana prostopadle do płaszczyzny, a współczynnik tarcia kinetycznego

O ile nachylona płaszczyzna nie znajduje się w próżni , (zwykle) niewielka ilość energii potencjalnej jest również tracona na skutek oporu powietrza .

Zobacz też

^ Galileusz, Galileusz (1638). Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno á due nuove scienze attinenti alla meccanica & i movimenti locali . Apppresso gli Elsevirii.
^ Drake, Stillman, eksperymentalne potwierdzenie bezwładności poziomej Galileusza: niepublikowane rękopisy. Izyda : cz. 64, nr 3, s. 296.
^ Settle, TB „Eksperyment w historii nauki”, Science , 1061 133 19–23.
Bibliografia _ O tarciu między powierzchniami przy niskich prędkościach. Proceedings of Royal Society of London, tom. 26 str. 93–94
Bibliografia _ 297–99
^ Koyré, Alexandre Metafizyka i pomiar , s. 83–84 (1992).
^ Koyré, s. 84–86.

[1] Galileusz, Galileusz (1638). Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno á due nuove scienze attinenti alla meccanica & i movimenti locali . Apppresso gli Elsevirii.

[2] Drake, Stillman, eksperymentalne potwierdzenie bezwładności poziomej Galileusza: niepublikowane rękopisy. Izyda : cz. 64, nr 3, s. 296.

[3] Settle, TB „Eksperyment w historii nauki”, Science , 1061 133 19–23.

[4] Bibliografia _ O tarciu między powierzchniami przy niskich prędkościach. Proceedings of Royal Society of London, tom. 26 str. 93–94

[5] Bibliografia _ 297–99

[6] Koyré, Alexandre Metafizyka i pomiar , s. 83–84 (1992).

[7] Koyré, s. 84–86.