Primjer pitanja o sili trenja

6 primjera pitanja o sili trenja

1. Blok mase 1 kg miruje na hrapavoj ravnoj površini. Koeficijent statičkog trenja je 0,4, a ubrzanje usljed sile gravitacije je 10 m/s.²Odredite (a) veličinu statičke sile trenja (b) minimalnu zateznu silu F tako da se blok počne kretati!
Diskusija
Poznato je :
Pitao :
(a) Veličina statičke sile trenja (b) Veličina minimalne zatezne sile (F)
Jawab :
(A) Veličina statičke sile trenja (f_s)
(B) Minimalna zatezna sila (F)
Ako se objekt vuče silom F, ali objekt još uvijek miruje, tada na objekt djeluje statičko trenje. Ako se objekt vuče silom F i objekt se već kreće, tada na objekt djeluje kinetičko trenje. Statičko trenje inhibira kretanje objekta i kao što je prikazano na slici, smjer statičkog trenja je suprotan smjeru zatezne sile (F). Kada zatezna sila (F) ima istu veličinu kao i statička sila trenja, tada će se objekt pomicati (objekt miruje). Objekt počinje da se pomiče kada je zatezna sila veća od statičke sile trenja.
Dakle, minimalna zatezna sila (F) potrebna za početak kretanja bloka iznosi 4 Njutna.

2. Blok mase 1 kg koji je postavljen na hrapavu ravnu površinu vuče se silom F na takav način da se blok kreće pravolinijski konstantnom brzinom. Ako je koeficijent kinetičkog trenja 0,1. Odredite veličinu sile vuče F! (g = 10 m/s²)  
Diskusija
Poznato je :
Pitao : F
Jawab :
Blok koji se kreće pravolinijski konstantnom brzinom = blok koji se kreće konstantnom brzinom = blok koji se kreće bez ubrzanja. Newtonov prvi zakon kaže da ako je rezultantna sila koja djeluje na objekt = 0, tada objekt miruje ili se kreće konstantnom brzinom.
Blok se kreće konstantnom brzinom, stoga je rezultantna sila koja djeluje na blok = 0. Da bi rezultantna sila bila = 0, pored sile vuče F udesno, mora postojati sila iste veličine kao F, ali usmjerena ulijevo. Sila o kojoj je riječ je kinetička sila trenja, kinetička sila trenja koja djeluje na blok kada se objekt kreće. Matematički:
Budući da se objekt kreće pravolinijski konstantnom brzinom, veličina sile vuče F = f_s = 1 Njutna

3. Kutija mase 1 kg klizi konstantnom brzinom niz neravnu nagnutu ravninu. Odredite koeficijent kinetičkog trenja… (g = 10 m/s²)
Diskusija

Natpis:
w = gravitacija, w_x = komponenta gravitacije paralelna s površinom nagnute ravni, w_y = komponenta sile gravitacije okomita na nagnutu ravan, N = normalna sila, f_k = kinetička sila trenja.

Jawab :
Kutija klizi prema dolje konstantnom brzinom, stoga je rezultantna sila = 0. Kutija se kreće po površini nagnute ravni, gdje na površini nagnute ravni djeluje sila w_x i f_kOve dvije sile imaju istu magnitudu, ali suprotne smjerove, tako da je rezultantna sila = 0.

[Engleski: Sila statičkog i kinetičkog trenja – problemi i rješenja ]

4. Ako je masa objekta 4 kg, ugao nagiba je 30^o i gravitacijsko ubrzanje od 10 ms^-2 Predmet će i dalje kliziti. Maksimalna vrijednost koeficijenta trenja između predmeta i nagnute ravni je…
Diskusija
Poznato je da:
m = 4 kg, g = 10 m/s²
Pitanje: maksimalni koeficijent trenja?
Odgovor:
Statički koeficijent trenja je veći od kinetičkog koeficijenta trenja, stoga se pod maksimalnim koeficijentom trenja podrazumijeva maksimalni statički koeficijent trenja.
Objekti se ne kreću u vertikalnom smjeru:
Zamijeni f_s u jednačini 1 sa f_s u jednačini 2.
5. Ako se predmet postavi na hrapavu površinu, a zatim povuče silom, pojavit će se suprotna sila koja se naziva trenje. Veličina ove sile trenja ovisi o...
A. hrapavost površine trenja
B. veličina normalne sile
C. hrapavost površina trenja i veličina normalne sile
D. masa objekta koji se vuče
E. veličina sile koja privlači objekt
Diskusija
Statičko trenje djeluje kada se objekt vuče, ali se još ne kreće. Kinetičko trenje djeluje kada se objekt kreće.
Ako se objekat nalazi na ravnoj površini, onda je N = w = mg
Ako se objekat nalazi na nagnutoj ravni, tada je N = w_y = w cos theta (uporedi primjer zadatka 1)
Opis: f_s = sila statičkog trenja, f_k = kinetička sila trenja, N = normalna sila, w = gravitacija = masa objekta, g = ubrzanje usljed gravitacije.
Ako se problem odnosi na hrapavu ravnu površinu, tada veličina sile trenja ovisi o hrapavosti površine (koeficijentu trenja) i normalne sile (N).
Tačan odgovor je C.

6. Veličina sile trenja na objektu koji se kreće po nagnutoj ravni zavisi od...
A. težina objekta i brzina objekta
B. ugao nagiba ravni prema horizontalnoj ravni i brzina objekta
C. normalna sila i hrapavost površine objekta
D. težina objekta i ugao nagiba ravni u odnosu na horizontalnu ravan
E. hrapavost površine ravni i brzina objekta
Diskusija
Formula za maksimalnu statičku silu trenja na nagnutoj ravni:
Tačan odgovor je C.
Dok koeficijent trenja zavisi samo od ugla nagiba prema horizontali (theta).