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 zbog sile teže je 10 m/s.²Odredite (a) veličinu statičke sile trenja (b) minimalnu vlačnu silu F tako da se blok počne kretati!
Rasprava
Poznato je :
Pitao :
(a) Veličina statičke sile trenja (b) Veličina minimalne vlačne sile (F)
Jawab :
(A) Veličina statičke sile trenja (f_s)
(B) Minimalna vlačna 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 vlačne sile (F). Kada vlačna sila (F) ima istu veličinu kao i statička sila trenja, tada će se objekt pomaknuti (objekt miruje). Objekt se počinje gibati kada je vlačna sila veća od statičke sile trenja.
Dakle, minimalna vlačna sila (F) potrebna za početak kretanja bloka iznosi 4 Newtona.

2. Blok mase 1 kg koji je postavljen na hrapavu ravnu površinu vuče se silom F na takav način da se blok kreće pravocrtno konstantnom brzinom. Ako je koeficijent kinetičkog trenja 0,1. Odredite veličinu sile vuče F! (g = 10 m/s²)  
Rasprava
Poznato je :
Pitao : F
Jawab :
Blok koji se giba pravocrtno konstantnom brzinom = blok koji se giba konstantnom brzinom = blok koji se giba bez ubrzanja. Newtonov prvi zakon kaže da ako je rezultantna sila koja djeluje na objekt = 0, tada objekt miruje ili se giba konstantnom brzinom.
Blok se kreće konstantnom brzinom, stoga je rezultantna sila koja djeluje na blok = 0. Da bi rezultantna sila bila = 0, uz silu 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 giba pravocrtno konstantnom brzinom, veličina vučne sile F = f_s = 1 Newtona

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

Natpis:
w = gravitacija, w_x = komponenta gravitacije paralelna s površinom nagnute ravnine, w_y = komponenta sile gravitacije okomita na nagnutu ravninu, 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 ravnine, gdje na površini nagnute ravnine djeluje sila w_x dan f_kOve dvije sile imaju istu magnitudu, ali suprotne smjerove, pa je rezultantna sila = 0.

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

4. Ako je masa objekta 4 kg, kut nagiba je 30^o i gravitacijsko ubrzanje od 10 ms^-2 Predmet će i dalje kliziti. Maksimalna vrijednost koeficijenta trenja između predmeta i nagnute ravnine je…
Rasprava
Poznato je da:
m = 4 kg, g = 10 m/s²
Pitanje: maksimalni koeficijent trenja?
Odgovor:
Statički koeficijent trenja veći je 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 jednadžbi 1 s f_s u jednadžbi 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 predmeta koji se vuče
E. veličina sile koja privlači objekt
Rasprava
Statičko trenje djeluje kada se objekt vuče, ali se još ne kreće. Kinetičko trenje djeluje kada se objekt kreće.
Ako se objekt nalazi na ravnoj ravnini, tada je N = w = mg
Ako se objekt nalazi na nagnutoj ravnini, tada je N = w_y = w cos theta (usp. primjer zadatka 1)
Opis: f_s = statička sila trenja, f_k = kinetička sila trenja, N = normalna sila, w = gravitacija = masa tijela, g = ubrzanje zbog gravitacije.
Ako se problem odnosi na hrapavu ravnu površinu, tada veličina sile trenja ovisi o hrapavosti površine (koeficijentu trenja) i normalnoj sili (N).
Točan odgovor je C.

6. Veličina sile trenja na objektu koji se kreće po nagnutoj ravnini ovisi o...
A. težina objekta i brzina objekta
B. kut nagiba ravnine prema horizontalnoj ravnini i brzina objekta
C. normalna sila i hrapavost površine objekta
D. težina objekta i kut nagiba ravnine prema horizontalnoj ravnini
E. hrapavost površine ravnine i brzina objekta
Rasprava
Formula za maksimalnu statičku silu trenja na nagnutoj ravnini:
Točan odgovor je C.
Dok koeficijent trenja ovisi samo o kutu nagiba prema horizontali (theta).