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摩擦力计算器

由质量和系数求出平面或斜面上的摩擦力,并给出法向力和是否滑动的判断。

关于此工具

摩擦力计算器是一款免费的浏览器内工具,由物体的质量和摩擦系数求出两个表面之间的摩擦力。它有平面模式和斜面模式,并可将系数标注为静摩擦(滑动前的最大值)或动摩擦(运动中)。一切都在本地计算——不上传任何内容。

在平面上,法向力为 N = m·g,摩擦力为 f = μ·N,其中 g 为 9.81 m/s²。在倾角为 θ 的斜面上,表面只支撑垂直分量,所以 N = m·g·cosθ,将物体沿坡下拉的重力分量为 m·g·sinθ,摩擦力仍为 f = μ·N。沿坡向下的净加速度为 a = g·(sinθ − μ·cosθ);当其为正时物体滑动。

可用于判断箱子是否会在斜坡上开始移动、确定拖动负载所需的力,或比较静摩擦与动摩擦行为。改变角度,即可实时看到法向力、摩擦力和滑动判断的更新。

常见问题

摩擦力是如何计算的?
摩擦力为 f = μ·N,即摩擦系数乘以法向力。在平面上 N = m·g;在斜面上 N = m·g·cosθ,因为只有垂直于表面的那部分重力分量把物体压在面上。
静摩擦和动摩擦有什么区别?
静摩擦是物体开始运动前的最大阻力;动摩擦在物体滑动时起作用,其系数通常略低。公式相同,所以本工具使用你选择的系数,只是相应地标注结果。
它如何知道物体是否会滑动?
在斜面上净加速度为 a = g·(sinθ − μ·cosθ)。若驱动分量 m·g·sinθ 超过最大摩擦力 μ·N,该值为正,物体滑动;否则摩擦力将其固定,物体保持不动。
计算器会上传任何内容吗?
不会。所有摩擦力计算都在你的浏览器中运行;质量、角度和系数绝不会离开你的设备。

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