表面力

傾斜路上のブロックと、それに対応するブロックの自由体図。傾斜路からブロックの底部にかかる表面力が、法線力 Nと摩擦せん断力fの 2 つの成分に分離されており、さらに質量中心に作用する重力の体積力mgも示されています。

f _sで表される表面力は、物体の内部または外部の表面要素に作用する 力です。物体間の法線力とせん断力は表面力の一種です。物体間のすべての凝集力と接触力は表面力とみなされます。表面力は、法線力とせん断力という2つの垂直成分に分解できます。法線力は面に対して垂直に作用し、せん断力は面に対して接線方向に作用します。

表面力の方程式

圧力による表面力

${\displaystyle f_{s}=p\cdot A\ }$ここで、f = 力、p = 圧力、A = 均一な圧力が作用する面積

例

圧力関連表面力

圧力は[ ^1]、面積はaなので、 ${\displaystyle {\frac {\mathit {force}}{\mathit {area}}}=\mathrm {\frac {N}{m^{2}}} }$ ${\displaystyle (length)\cdot (width)=\mathrm {m\cdot m} =\mathrm {m^{2}} }$

の面積にの圧力をかけると、 の表面力が生じます。 ${\displaystyle 5\ \mathrm {\frac {N}{m^{2}}} =5\ \mathrm {Pa} }$ ${\displaystyle 20\ \mathrm {m^{2}} }$ ${\displaystyle (5\ \mathrm {Pa} )\cdot (20\ \mathrm {m^{2}} )=100\ \mathrm {N} }$

参照

• ボディフォース
• 接触力

参考文献

1. “圧力”. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . 2023年5月15日閲覧。

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