Lahendatud probleemid Newtoni liikumisseaduste alusel – staatilise ja kineetilise hõõrdejõu mõju
1. Horisontaalsel põrandal asetseb objekt. Staatilise hõõrdetegur on 0.4 ja raskuskiirendus on 9.8 m/s² . Määrake (a) staatilise hõõrdejõu maksimaalne väärtus (b) hõõrdejõu F minimaalne väärtus.
Lahendus
Tuntud:
Mass (m) = 1 kg
Staatilise hõõrdetegur (μs ) = 0.4
Raskuskiirendus (g) = 9.8 m/ s²
Kaal (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ) = 10 kg m/s² = 10 njuutonit
Normaaljõud (N) = w = 10 njuutonit
Otsitakse:
(a) Staatilise hõõrdejõu maksimaalne jõud (b) F minimaalne jõud
lahendus:
(a) Staatilise hõõrdejõu maksimaalne jõud
fs = μsN
fs = (0.4)(9.8 N) = 3.92 njuutonit
(b) Minimaalne jõud F
Kui objektile mõjub jõud F, aga objekt ei liigu, siis peab põrand objektile avaldama staatilise hõõrdejõu. Kui objekt hakkab liikuma ja staatilise hõõrdejõu ületatakse, peab eksisteerima kineetilise hõõrdejõu jõud. Objekt hakkab liikuma, kui F on suurem kui staatilise hõõrdejõu maksimaalne väärtus.
Seega minimaalne jõud F = maksimaalne staatilise hõõrdejõud = 3.92 njuutonit.
[irp]
2. 1 kg kasti tõmmatakse mööda horisontaalset pinda jõuga F, seega liigub kast konstantse kiirusega. Kui kineetiline hõõrdetegur on 0.1, siis määrake jõu F suurus! (g = 9.8 m/ s² )
Tuntud:
Kineetiline hõõrdetegur ( μk ) = 0.1
Kasti mass (m) = 1 kg
Raskuskiirendus (g) = 9.8 m/ s²
Kaal (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 njuutonit
Normaaljõud (N) = w = 9.8 njuutonit
Otsitakse : F
lahendus:
Newtoni esimene seadus sätestab, et kui objektile ei mõju ükski jõud, siis iga objekt jääb oma paigalseisu ehk püsib sirgjooneliselt konstantsel kiirusel.
Seega, kui objekt liigub konstantse kiirusega , siis ei tohi olla netojõudu ( Σ F = 0) . Jõud F mõjub objektile õiges suunas, nii et kineetilise hõõrdejõu mõjub objektile vasakul suunas.
∑ F = 0
F – fk = 0
F = fk
Kineetilise hõõrdejõu jõud:
f k = μ k N = (0.1) (9.8 N) = 0.98 njuutonit
objekt liigub konstantse kiirusega, F = fk = 0.98 njuutonit
[irp]
3. Objekt libiseb mööda kaldpinda konstantse kiirusega. Määrake kineetiline hõõrdetegur ( μk ) . g = 9.8 m/ s²
Lahendus
w = raskus, w x = raskuse horisontaalne komponent, punktid piki kaldpinda, w y = raskuse vertikaalne komponent, risti kaldpinnaga, N = normaaljõud, f k = kineetilise hõõrdejõu jõud.
Tuntud:
Mass (m) = 1 kg
Raskuskiirendus (g) = 9.8 m/ s²
kaal (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 njuutonit
w x = w sin 30 0 = (9.8 N)(0.5) = 4.9 njuutonit
w y = w cos 30 0 = (9.8 N)(0.5) √ 3 = 4.9 √ 3 njuutonit
Normaaljõud (N) = w y = 4.9 √ 3 njuutonit
Otsitakse : kineetilist hõõrdetegurit ( μk )
lahendus:
Objekt libiseb mööda kaldpinda konstantse kiirusega nii, et netojõud = 0.
∑ F = 0
wx – fk = 0
w x = f k
w x = μ k N
5 = μk ( 5 √ 3 )
μk = 5 / 5 √3
μk = 1 / √3
μ k = 0.58
[irp]
[wpdm_package id='472′]
- Mass ja kaal
- Tavaline jõud
- Newtoni teine liikumisseadus
- Hõõrdejõud
- Liikumine horisontaalsel pinnal ilma hõõrdejõuta
- Kahe keha liikumine sama kiirendusega karedal horisontaalsel pinnal hõõrdejõu mõjul
- Liikumine kaldpinnal ilma hõõrdejõuta
- Liikumine karedal kaldpinnal hõõrdejõuga
- Liikumine liftis
- Nööride ja rihmaratastega ühendatud kehade liikumine
- Kaks keha, millel on sama suurune kiirendus
- Lameda kõvera ümardamine – ringliikumise dünaamika
- Kaldkõvera ümardamine – ringliikumise dünaamika
- Ühtlane liikumine horisontaalses ringis
- Tsentripetaalne jõud ühtlase ringliikumise korral
