Fizika: mikor mitől függ a nyomóerő?

Nem igazán tudom mire gondolsz nyomóerő alatt. Azt feltételezném, hogy amivel az adott test nyomja, mondjuk a földet, de ezekkel szinte sose számolunk, hanem az ellenerőjükkel, mert az hat vissza a testre, az pedig a normál erő, így hát a továbbiakban ezt fogom boncolgatni.

A normál erő mindig gravitáció által létrehozott súly(önmagában is erő, nem kell utána tenni, hogy erő, az helytelen megfogalmazás lenne) ellenerője, ő hat a "föld" által a testre. A súly definíció szerint az az erő ami az alátámasztást nyomja vagy a felfüggesztést húzza, tehát a te mozgó autód esetében a talaj által kifejtett erő az autóra. A gravitációs erőt és a súlyt ugyanúgy számolod ki, F=mg=G

A normál erő és súly közötti kapcsolat, ahol mind a súly(G) és normál erő(F_{N}) vektorok: F_{N}=-G, tehát nagyságukra igaz, hogy |F|=|G|, csak az irányuk ellentétes. Vízszintes talajon triviálisan adja magát a dolog, F_{N} = m*|g|.

Ne felejtsük el, hogy maga a g is egy vektor, nem csak nagysága, de iránya is van. Épp ezért lesz más egy lejtőn, mint vízszintes talajon a normál erő. A gravitációs erő mindig "lefele", a Föld középpontja felé hat, így ez bár vonatkoztatási rendszer függő, de szinte mindig úgy veszik a vonatkoztatási rendszert, hogy felfelé legyen pozitív, ezért a g értéke negatív (lefele mutat). Lejtő esetében a súly a lejtőre merőleges, ezért a normál erő is az lesz, ezért normál, mert a normál vektor mindig merőleges az adott objektumra. A gravitációs erő pedig "lefele" hat, tehát ő nem merőleges lesz a lejtő felületére, hanem 90 foktól eltérő szöget zár be a lejtővel. Ezt érdemes felrajzolni. Most csináltam egy roppant előnyős, művészi képet, de a célnak azért megfelel:

[link]

Mivel a normál erőért a gravitáció felelős, ezért a normál erő nagysága a gravitációs erő lejtőre merőleges komponens negatív egyszerese lesz. Mivel bármely vektort feltudunk bontani több vektor összegére, ezért a gravitációs erőt szétszedtem két másik erőre, ezek vannak szaggatottal megrajzolva, az F_{g,x} a gravitációs erő x tengellyel párhuzamos komponense, amíg F_{g,y} az y tengellyel párhuzamos komponens, bal alsó sarokban vázoltam a vonatkoztatási rendszerünket. Berajzoltam a normál erőt is, mint láthatód, ő is az y tengellyel párhuzamos, tehát a gravitációs erő y komponensére van szükségünk, ezt pedig szögekkel kapcsolatos meggondolásokból ki tudjuk szedni. Mivel maga a teljes gravitációs erő merőleges a talajra, az y komponens pedig merőleges a lejtőre és mivel a talaj és lejtő által bezárt szög theta, a gravitációs erő és az y komponense által bezárt szög is theta lesz. Innen pedig cos[theta]=|F_{g,y}|/|F_{g}| ==> |F_{g,y}|=|F_{N}|=cos[theta]*m*g.

Így számoljuk ki az abszolút értékét a normál erőnek, iránya pedig j, ami pozitív, tehát vektorként: F_{N}=cos[theta]*m*g*j, ahol j az y tengely bázisvektora vagy egységvektora, ahogy tetszik.

A súrlódás attól függ, hogy milyen a súrlódási együttható értéke. Lerajzoltam, illetve írtam ezt is a képen.

F_{s}=u*F_{N}

Ezt nem is igazán kell ragozni, normál erőt ezek után tudnod kell számolni, ezt megszorzod a mű(itt u) értékével, ez a súrlódási együttható és megkaptad a súrlódási erődet. Iránya MINDIG olyan, hogy akadályozza a test mozgását, tehát az én ábrámon a test jelenleg lefele csúszik a lejtőn. Ha megfigyeled az ábrát a súrlódási erőt a normál erőből indítottam, méghozzá azért, hogy összhangban legyen az egyenlettel, ha nincs normál erő, nincs honnan indítani a súrlódási erőt, tehát nincs súrlódási erő. Az egyenlet is ezt mondja, ha a normál erő nincs, tehát értéke 0, akkor F_{s}=0*u=0, tehát nincs súrlódás. Persze ez akkor is igaz, ha u értéke nulla, de ezt már nem igazán lehet grafikusan szemléltetni.

Ezek alapján meg kell értened a dolgokat, ha mégse érted, akkor írj nyugodtan és segítek szívesen.

Szép napot!