Opgeloste probleme in Newton se bewegingswette – Krag van statiese en kinetiese wrywing
1. 'n Voorwerp rus op 'n horisontale vloer. Die koëffisiënt van statiese wrywing is 0.4 en die versnelling van swaartekrag is 9.8 m/s² . Bepaal (a) Die maksimum krag van die statiese wrywing (b) Die minimum krag van F
Oplossing
Bekend:
Massa (m) = 1 kg
Die koëffisiënt van statiese wrywing (μs ) = 0.4
Die versnelling van swaartekrag (g) = 9.8 m/ s²
Gewig (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ) = 10 kg m/s² = 10 Newton
Normale krag (N) = w = 10 Newton
Gesoek:
(a) Die maksimum krag van die statiese wrywing (b) Die minimum krag van F
oplossing:
(a) Die maksimum krag van die statiese wrywing
f₁s = μ₁s₂N
fs = (0.4)(9.8 N) = 3.92 Newton
(b) Die minimum krag van F
As die krag F op die voorwerp uitgeoefen word, maar die voorwerp nie beweeg word nie, moet daar statiese wrywingskrag wees wat deur die vloer op die voorwerp uitgeoefen word. As die voorwerp begin beweeg, word die statiese wrywingskrag oorskry, en daar moet kinetiese wrywingskrag wees. Die voorwerp begin beweeg as F groter is as die maksimum statiese wrywingskrag.
Dus is die minimum krag van F = maksimum krag van die statiese wrywing = 3.92 Newton.
[irp]
2. 'n 1 kg-boks word deur 'n krag F langs 'n horisontale oppervlak getrek, dus beweeg die boks teen 'n konstante snelheid. As die kinetiese wrywingskoëffisiënt 0.1 is, bepaal die grootte van die krag F! (g = 9.8 m/ s² )
Bekend:
Die kinetiese wrywingskoëffisiënt ( μk ) = 0.1
Boks se massa (m) = 1 kg
Swaartekragversnelling (g) = 9.8 m/ s²
Gewig (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
Normale krag (N) = w = 9.8 Newton
Gesoek : V
oplossing:
Newton se eerste wet bepaal dat as geen netto krag op 'n voorwerp inwerk nie, elke voorwerp in sy rustoestand, of konstante snelheid in 'n reguit lyn, voortgaan.
So as die voorwerp teen 'n konstante snelheid beweeg , moet daar geen netto krag wees nie ( ΣF = 0) . Krag F word in die regte rigting op die voorwerp uitgeoefen sodat die krag van die kinetiese wrywing in die linker rigting op die voorwerp uitgeoefen word.
∑ F = 0
F – fk = 0
F = fk
Die krag van die kinetiese wrywing:
f k = μ k N = (0.1)(9.8 N) = 0.98 Newton
voorwerp beweeg teen konstante snelheid, F = fk = 0.98 Newton
[irp]
3. 'n Voorwerp gly teen 'n skuins vlak af met konstante snelheid. Bepaal die kinetiese wrywingskoëffisiënt ( μk ) . g = 9.8 m/ s²
Oplossing
w = gewig, w x = horisontale komponent van gewig, punte langs die helling, w y = vertikale komponent van gewig, loodreg op die skuinsvlak, N = normaalkrag, f k = die krag van die kinetiese wrywing.
Bekend:
Massa (m) = 1 kg
Swaartekragversnelling (g) = 9.8 m/ s²
gewig (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
w x = w sin 30 o = (9.8 N)(0.5) = 4.9 Newton
w y = w cos 30 o = ( 9.8 N)(0.5) √3 = 4.9 √3 Newton
Normaalkrag (N) = w y = 4.9 √ 3 Newton
Gewenste : kinetiese wrywingskoëffisiënt ( μk )
oplossing:
Voorwerp gly teen 'n skuins vlak teen konstante snelheid sodat die netto krag = 0.
∑ F = 0
wx – fk = 0
wx = fk
wx = μkN
5 = μk ( 5 √3 )
μk = 5 / 5 √3
μk = 1 / √3
μk = 0.58
[irp]
[wpdm_package id = '472 ′]
- Massa en gewig
- Normale krag
- Newton se tweede bewegingswet
- Wrywingskrag
- Beweging op horisontale oppervlak sonder wrywingskrag
- Beweging van twee liggame met dieselfde versnelling op 'n ruwe horisontale oppervlak met wrywingskrag
- Beweging op 'n skuins vlak sonder wrywingskrag
- Beweging op 'n growwe skuinsvlak met wrywingskrag
- Beweging in 'n hysbak
- Beweging van liggame wat deur koorde en katrolle verbind is
- Twee liggame met dieselfde versnellinggrootte
- Afronding van 'n plat kurwe – dinamika van sirkelbeweging
- Afronding van 'n gehellde kurwe – dinamika van sirkelbeweging
- Uniforme beweging in 'n horisontale sirkel
- Sentripetale krag in uniforme sirkelbeweging
