Sila statičkog i kinetičkog trenja – problemi i rješenja

Riješeni problemi iz Newtonovih zakona kretanja – Sila statičkog i kinetičkog trenja

1. Predmet leži na horizontalnoj podlozi. Koeficijent statičkog trenja je 0.4 , a ubrzanje gravitacije je 9.8 m/s² ^. Odredite (a) maksimalnu silu statičkog trenja (b) minimalnu silu F

rastvor

Poznato:

Masa (m) = 1 kg

Koeficijent statičkog trenja (μs ₎ = 0.4

Ubrzanje gravitacije (g) = 9.8 m/ ^s²

Težina (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 kg m/s² ⁼ 10 Njutna

Normalna sila (N) = w = 10 Njutna

Traži se:

(a) Maksimalna sila statičkog trenja (b) Minimalna sila F

Rešenje:

(a) Maksimalna sila statičkog trenja

f _s = μ _s N

f _s = (0.4)(9.8 N) = 3.92 Njutna

(b) Minimalna sila F

Ako sila F djeluje na objekt, ali se objekt ne pomiče, onda mora postojati sila statičkog trenja koju pod djeluje na objekt. Ako se objekt počne kretati, a sila statičkog trenja bude premašena, mora postojati sila kinetičkog trenja. Objekt počinje kretati ako je F veća od maksimalne sile statičkog trenja.

Dakle, minimalna sila F = maksimalna sila statičkog trenja = 3.92 Njutna.

[irp]

2. Kutija mase 1 kg se vuče duž horizontalne površine silom F, tako da se kutija kreće konstantnom brzinom. Ako je koeficijent kinetičkog trenja 0.1, odredite veličinu sile F! (g = 9.8 m/ ^s² )

Poznato:

_Kinetički koeficijent trenja ( μk ) = 0.1

Masa kutije (m) = 1 kg

Ubrzanje gravitacije (g) = 9.8 m/ ^s²

Težina (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ⁾ = 9.8 kg m/s² ⁼ 9.8 Njutna

Normalna sila (N) = w = 9.8 Njutna

Traži se : Ž

Rešenje:

Newtonov prvi zakon kaže da ako na objekt ne djeluje nikakva rezultantna sila, svaki objekt ostaje u stanju mirovanja, odnosno kreće se konstantnom brzinom u pravoj liniji.

Dakle, ako se objekt kreće konstantnom brzinom , ne smije postojati neto sila ( Σ F = 0) . Sila F djeluje na objekt u desnom smjeru, tako da sila kinetičkog trenja djeluje na objekt u lijevom smjeru.

∑ F = 0

F – _fk = 0

F = _fk

Sila kinetičkog trenja:

f _k = μ _k N = (0.1)(9.8 N) = 0.98 njutna

objekat se kreće konstantnom brzinom, F = f _k = 0.98 Njutna

[irp]

3. Predmet klizi niz nagnutu ravan konstantnom brzinom. Odredite kinetički koeficijent trenja ( _μk ) . g = 9.8 m/ ^s²

rastvor

w = težina, wx ₌ horizontalna komponenta težine, tačke duž nagiba, wy ₌ vertikalna komponenta težine, okomito na nagnutu ravan, N = normalna sila, fk ₌ sila kinetičkog trenja.

Poznato:

Masa (m) = 1 kg

Ubrzanje gravitacije (g) = 9.8 m/ ^s²

težina (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ⁾ = 9.8 kg m/s² ⁼ 9.8 Njutna

w _x = w sin 30 ^o = (9.8 N)(0.5) = 4.9 Njutna

w _y = w cos 30 ^o = (9.8 N)(0.5) √ 3 = 4.9 √ 3 Njutna

Normalna sila (N) = w _y = 4.9 √ 3 Njutna

Traži se : kinetički koeficijent trenja ( μk ₎

Rešenje:

Predmet klizi niz nagnutu ravan konstantnom brzinom tako da je neto sila = 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′]

1. Masa i težina
2. normalna snaga
3. Newtonov drugi zakon kretanja
4. Sila trenja
5. Kretanje po horizontalnoj površini bez sile trenja
6. Kretanje dva tijela s istim ubrzanjem na hrapavoj horizontalnoj površini uz prisustvo sile trenja
7. Kretanje po nagnutoj ravni bez sile trenja
8. Kretanje po hrapavoj nagnutoj ravni sa silom trenja
9. Kretanje u liftu
10. Kretanje tijela povezanih užetima i remenicama
11. Dva tijela sa istim intenzitetom ubrzanja
12. Zaokruživanje ravne krivine – dinamika kružnog kretanja
13. Zaobilaženje nagnute krivine – dinamika kružnog kretanja
14. Ravnomjerno kretanje u horizontalnom krugu
15. Centripetalna sila pri jednoličnom kružnom kretanju