Problemas resoltos nas leis do movemento de Newton : forza de fricción estática e cinética
1. Un obxecto repousa sobre un chan horizontal. O coeficiente de rozamento estático é 0.4 e a aceleración da gravidade é 9.8 m/s² . Determina (a) A forza máxima de rozamento estático (b) A forza mínima de F
solución
Coñecido:
Masa (m) = 1 kg
O coeficiente de rozamento estático (μs ) = 0.4
A aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/ s²
Peso (w) = mg = (1 kg)(10 m/ s² ) = 10 kg m/s² = 10 Newtons
Forza normal (N) = w = 10 Newtons
Buscase:
(a) A forza máxima da fricción estática (b) A forza mínima de F
Solución:
(a) A forza máxima da fricción estática
f s = μ s N
f s = (0.4)(9.8 N) = 3.92 newtons
(b) A forza mínima de F
Se a forza F se exerce sobre o obxecto pero este non se move, debe existir unha forza de fricción estática exercida polo chan sobre o obxecto. Se o obxecto comeza a moverse e se supera a forza de fricción estática, debe existir unha forza de fricción cinética. O obxecto comeza a moverse se F é maior que a forza máxima de fricción estática.
Polo tanto, a forza mínima de F = forza máxima de rozamento estático = 3.92 Newtons.
[irp]
2. Unha caixa de 1 kg é arrastrada ao longo dunha superficie horizontal por unha forza F, polo que a caixa móvese a unha velocidade constante. Se o coeficiente de rozamento cinético é 0.1, determina a magnitude da forza F! (g = 9.8 m/ s² )
Coñecido:
O coeficiente de rozamento cinético ( μk ) = 0.1
Masa da caixa (m) = 1 kg
Aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/ s²
Peso (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newtons
Forza normal (N) = w = 9.8 Newtons
Buscase : F
Solución:
A primeira lei de Newton afirma que se ningunha forza neta actúa sobre un obxecto, todos os obxectos continúan no seu estado de repouso, ou velocidade constante, en liña recta.
Entón, se o obxecto se move a unha velocidade constante , non debe haber ningunha forza neta ( Σ F = 0) . A forza F exércese sobre o obxecto na dirección correcta, de xeito que a forza da fricción cinética exércese sobre o obxecto na dirección esquerda.
∑ F = 0
F – fk = 0
F = fk
Forza de fricción cinética:
f k = μ k N = (0.1)(9.8 N) = 0.98 Newtons
o obxecto móvese con velocidade constante, F = f k = 0.98 Newtons
[irp]
3. Un obxecto esvarase por un plano inclinado con velocidade constante. Determine o coeficiente de rozamento cinético ( μk ) . g = 9.8 m/ s²
solución
w = peso, wx = compoñente horizontal do peso, puntos ao longo do plano inclinado, wy = compoñente vertical do peso, perpendicular ao plano inclinado, N = forza normal, fk = a forza da fricción cinética.
Coñecido:
Masa (m) = 1 kg
Aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/ s²
peso (p) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 newtons
w x = w sen 30 o = (9.8 N)(0.5) = 4.9 Newtons
w y = w cos 30 o = (9.8 N)(0.5) √ 3 = 4.9 √ 3 Newtons
Forza normal (N) = w y = 4.9 √ 3 Newtons
Buscado : coeficiente de fricción cinética ( μk )
Solución:
Un obxecto esváese por un plano inclinado con velocidade constante de xeito que a forza neta = 0.
∑ F = 0
w x – f k = 0
w x = f k
w x = μ k N
5 = μk ( 5 √ 3 )
μk = 5 / 5 √ 3
μk = 1 / √3
μk = 0.58
[irp]
[wpdm_package id='472′]
- Masa e peso
- Forza normal
- Segunda lei do movemento de Newton
- forza de fricción
- Movemento sobre unha superficie horizontal sen forza de fricción
- Movemento de dous corpos coa mesma aceleración sobre unha superficie horizontal rugosa con forza de rozamento.
- Movemento nun plano inclinado sen forza de rozamento
- Movemento nun plano inclinado rugoso con forza de rozamento
- Movemento nun ascensor
- Movemento de corpos conectados por cordas e poleas
- Dous corpos coa mesma aceleración
- Redondeo dunha curva plana: dinámica do movemento circular
- Arredonamento dunha curva peraltada: dinámica do movemento circular
- Movemento uniforme nun círculo horizontal
- Forza centrípeta no movemento circular uniforme
