Dæmi um spurningar um núningskraft

6 dæmi um núningskraftsspurningar

1. Klossi með massa 1 kg stendur kyrr á hrjúfu, sléttu yfirborði. Núningstuðullinn er 0,4 og þyngdarhröðunin er 10 m/s.²Ákvarðið (a) stærð stöðunúningskraftsins (b) lágmarkstogkraftinn F þannig að kubburinn byrji að hreyfast!
Umræða
Það er vitað :
Spurði :
(a) Stærð stöðugs núningskrafts (b) Stærð lágmarks togkrafts (F)
Jawab :
(A) Stærð stöðuga núningskraftsins (f_s)
(B) Lágmarks togkraftur (F)
Ef hlutur er dreginn með krafti F en hann er enn kyrrstæður, þá verkar stöðunúningur á hlutinn. Ef hlutur er dreginn með krafti F og hann er þegar á hreyfingu, þá verkar hreyfinúningur á hlutinn. Stöðunúningur hamlar hreyfingu hlutarins og eins og sést á myndinni er stefna stöðunúningsins öfug stefnu togkraftsins (F). Þegar togkrafturinn (F) er jafn stór og stöðunúningkrafturinn, þá mun hluturinn hreyfast (hluturinn helst kyrrstæður). Hluturinn byrjar að hreyfast þegar togkrafturinn er meiri en stöðunúningkrafturinn.
Þannig að lágmarks togkrafturinn (F) til að kubburinn byrji að hreyfast er 4 Newton.

2. Klossi með massa 1 kg sem er settur á hrjúft, slétt yfirborð er dreginn með krafti F þannig að kubburinn hreyfist í beinni línu með jöfnum hraða. Ef hreyfi núningstuðullinn er 0,1. Ákvarðið stærð togkraftsins F! (g = 10 m/s).²)  
Umræða
Það er vitað :
Spurði : F
Jawab :
Kubbur sem hreyfist í beinni línu með jöfnum hraða = kubbur sem hreyfist með jöfnum hraða = kubbur sem hreyfist án hröðunar. Fyrsta lögmál Newtons segir að ef samsvarandi kraftur sem verkar á hlut = 0 þá er hluturinn kyrrstæður eða hreyfist með jöfnum hraða.
Kubburinn hreyfist með jöfnum hraða, þess vegna er resultantkrafturinn sem verkar á kubbinn = 0. Til þess að resultantkrafturinn sé = 0, auk togkraftsins F til hægri, verður að vera til staðar kraftur sem hefur sömu stærðargráðu og F en beinist til vinstri. Krafturinn sem um ræðir er hreyfikrafturinn, hreyfikrafturinn sem verkar á kubbinn þegar hluturinn er á hreyfingu. Stærðfræðilega séð:
Þar sem hluturinn hreyfist í beinni línu með jöfnum hraða er stærð togkraftsins F = f_s = 1 Newton

3. Kassi með massa 1 kg rennur niður með jöfnum hraða á grófu hallandi plani. Ákvarðið núningstuðulinn… (g = 10 m/s)²)
Umræða

Myndatexti:
w = þyngdarafl, w_x = þyngdarþáttur samsíða yfirborði hallandi plansins, w_y = hluti þyngdarkraftsins hornrétt á hallandi plan, N = normalkraftur, f_k = hreyfikraftur núningskraftur.

Jawab :
Kassinn rennur niður með jöfnum hraða, þess vegna er samsvarandi kraftur = 0. Kassinn hreyfist á yfirborði hallandi flatar, þar sem á yfirborði hallandi flatarins er kraftur w_x og f_kÞessir tveir kraftar eru jafn stórir en í gagnstæðri stefnu, þannig að resultantkrafturinn er = 0.

[Enska: Kraftur stöðugs og hreyfifræðilegs núnings – vandamál og lausnir ]

4. Ef massi hlutarins er 4 kg, þá er hallahornið 30°^o og þyngdarhröðun upp á 10 ms^-2 Hluturinn mun samt renna. Hámarksgildi núningstuðullsins milli hlutarins og hallandi fletisins er…
Umræða
Það er vitað að:
m = 4 kg, g = 10 m/s²
Spurt: hámarksnúningsstuðull?
Svar:
Núningstuðullinn í stöðugri stöðu er meiri en núningstuðullinn í hreyfiorku, þess vegna er átt við hámarksnúningstuðul sem hámarksnúningstuðull í stöðugri stöðu.
Hlutir hreyfast ekki lóðrétt:
Skipta út f_s í jöfnu 1 með f_s í jöfnu 2.
5. Ef hlutur er settur á hrjúft yfirborð og síðan togaður í hann með krafti, mun mótkraftur sem kallast núningur myndast. Stærð þessa núningskrafts fer eftir...
A. ójöfnur núningsyfirborðsins
B. stærð normalkraftsins
C. ójöfnur núningsflata og stærð normalkraftsins
D. massi hlutarins sem verið er að draga
E. stærð kraftsins sem dregur hlutinn að sér
Umræða
Stöðunúningur virkar þegar hlutur er dreginn en er ekki enn að hreyfast. Hreyfinúningur virkar þegar hlutur er að hreyfast.
Ef hluturinn er á sléttu plani þá er N = w = mg
Ef hluturinn er á hallandi fleti þá er N = w_y = w cos theta (sbr. dæmi um verkefni 1)
Lýsing: f_s = stöðugur núningskraftur, f_k = hreyfiorka núningskraftur, N = normalkraftur, w = þyngdarafl = massi hlutar, g = þyngdarhröðun.
Ef vandamálið vísar til grófs, slétts yfirborðs, þá fer stærð núningskraftsins eftir yfirborðsgrófleika (núningstuðli) og normalkraftinum (N).
Rétta svarið er C.

6. Stærð núningskraftsins á hlut sem hreyfist á hallandi fleti fer eftir...
A. þyngd hlutarins og hraði hlutarins
B. hallahorn plansins miðað við lárétta planið og hraði hlutarins
C. eðlilegur kraftur og yfirborðsgrófleiki hlutarins
D. þyngd hlutarins og hallahorn flatarins miðað við lárétta planið
E. yfirborðsgrófleiki fletsins og hraði hlutarins
Umræða
Formúlan fyrir hámarksstöðunúningskraft á hallandi fleti:
Rétta svarið er C.
Þó að núningstuðullinn sé aðeins háður hallahorninu miðað við lárétta línuna (theta).