ნიუტონის მოძრაობის კანონებში გადაჭრილი ამოცანები – სტატიკური და კინეტიკური ხახუნის ძალა
1. სხეული ჰორიზონტალურ იატაკზე დევს. სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტი 0.4-ია , ხოლო გრავიტაციის აჩქარება 9.8 მ/წმ² . განსაზღვრეთ (ა) სტატიკური ხახუნის მაქსიმალური ძალა (ბ) F-ის მინიმალური ძალა
Solution
ცნობილი:
მასა (მ) = 1 კგ
სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტი (μ s ) = 0.4
გრავიტაციის აჩქარება (g) = 9.8 მ/ წმ²
წონა (w) = მგ = (1 კგ)(10 მ/წმ² ) = 10 კგ მ/წმ² = 10 ნიუტონი
ნორმალური ძალა (N) = w = 10 ნიუტონი
სასურველი:
(ა) სტატიკური ხახუნის მაქსიმალური ძალა (ბ) F-ის მინიმალური ძალა
გამოსავალი:
(ა) სტატიკური ხახუნის მაქსიმალური ძალა
f s = μ s N
f s = (0.4)(9.8 N) = 3.92 ნიუტონი
(ბ) F-ის მინიმალური ძალა
თუ ობიექტზე მოქმედებს ძალა F, მაგრამ ობიექტი არ მოძრაობს, მაშინ იატაკის მიერ ობიექტზე სტატიკური ხახუნის ძალა უნდა მოქმედებდეს. თუ ობიექტი მოძრაობას დაიწყებს, სტატიკური ხახუნის ძალა გადააჭარბებს, მაშინ კინეტიკური ხახუნის ძალა უნდა არსებობდეს. ობიექტი მოძრაობას იწყებს, თუ F მეტია სტატიკური ხახუნის მაქსიმალურ ძალაზე.
ამგვარად, F-ის მინიმალური ძალა = სტატიკური ხახუნის მაქსიმალური ძალა = 3.92 ნიუტონი.
[ირპ]
2. 1 კგ-იანი ყუთი ჰორიზონტალურ ზედაპირზე F ძალით არის გადაწეული, ამიტომ ყუთი მუდმივი სიჩქარით მოძრაობს. თუ კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტი 0.1-ია, განსაზღვრეთ F! ძალის სიდიდე (g = 9.8 მ/წმ² ).
ცნობილი:
კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტი ( μk ) = 0.1
ყუთის მასა (მ) = 1 კგ
გრავიტაციის აჩქარება (g) = 9.8 მ/ წმ²
წონა (w) = მგ = (1 კგ)(9.8 მ/წმ² ) = 9.8 კგ მ/წმ² = 9.8 ნიუტონი
ნორმალური ძალა (N) = w = 9.8 ნიუტონი
სასურველი : F
გამოსავალი:
ნიუტონის პირველი კანონი ამბობს, რომ თუ სხეულზე არ მოქმედებს ჯამური ძალა, ყველა სხეული ინარჩუნებს თავის მოსვენების მდგომარეობას, ანუ სწორხაზოვან მუდმივი სიჩქარეს.
ამგვარად, თუ ობიექტი მუდმივი სიჩქარით მოძრაობს , მაშინ არ უნდა არსებობდეს ჯამური ძალა ( Σ F = 0) . ძალა F ობიექტზე მოქმედებს სწორი მიმართულებით, ამიტომ კინეტიკური ხახუნის ძალა ობიექტზე მოქმედებს მარცხენა მიმართულებით.
∑ F = 0
F – f k = 0
F = f k
კინეტიკური ხახუნის ძალა:
f k = μ k N = (0.1) (9.8 N) = 0.98 ნიუტონი
ობიექტი მოძრაობს მუდმივი სიჩქარით, F = f k = 0.98 ნიუტონი
[ირპ]
3. სხეული დახრილ სიბრტყეში მუდმივი სიჩქარით სრიალებს. განსაზღვრეთ კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტი ( μk ) . g = 9.8 მ/ წმ²
Solution
w = წონა, w x = წონის ჰორიზონტალური კომპონენტი, წერტილები დახრილობის გასწვრივ, w y = წონის ვერტიკალური კომპონენტი, დახრილი სიბრტყის პერპენდიკულარული, N = ნორმალური ძალა, f k = კინეტიკური ხახუნის ძალა.
ცნობილი:
მასა (მ) = 1 კგ
გრავიტაციის აჩქარება (g) = 9.8 მ/ წმ²
წონა (w) = მგ = (1 კგ)(9.8 მ/წმ² ) = 9.8 კგ მ/წმ² = 9.8 ნიუტონი
w x = w sin 30 o = (9.8 N)(0.5) = 4.9 ნიუტონი
w y = w cos 30 o = (9.8 N)(0.5) √ 3 = 4.9 √ 3 ნიუტონი
ნორმალური ძალა (N) = w y = 4.9 √ 3 ნიუტონი
სასურველი : კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტი ( μk )
გამოსავალი:
სხეული დახრილ სიბრტყეში მუდმივი სიჩქარით სრიალებს ისე, რომ ჯამური ძალა = 0.
∑ F = 0
w x – f k = 0
w x = f k
w x = μ k N
5 = μ k ( 5 √ 3 )
μ k = 5 / 5 √ 3
μ k = 1 / √ 3
μ k = 0.58
[ირპ]
[wpdm_package id='472′]
- მასა და წონა
- ნორმალური ძალა
- ნიუტონის მეორე მოძრაობის კანონი
- ხახუნის ძალა
- ჰორიზონტალურ ზედაპირზე მოძრაობა ხახუნის ძალის გარეშე
- ორი სხეულის მოძრაობა თანაბარი აჩქარებით უსწორმასწორო ჰორიზონტალურ ზედაპირზე ხახუნის ძალით
- მოძრაობა დახრილ სიბრტყეზე ხახუნის ძალის გარეშე
- მოძრაობა უხეშად დახრილ სიბრტყეზე ხახუნის ძალით
- მოძრაობა ლიფტში
- თოკებითა და ბორბლებით დაკავშირებული სხეულების მოძრაობა
- ორი სხეული, რომლებსაც აქვთ ერთნაირი აჩქარების სიდიდე
- ბრტყელი მრუდის დამრგვალება - წრიული მოძრაობის დინამიკა
- დახრილი მრუდის დამრგვალება - წრიული მოძრაობის დინამიკა
- ჰორიზონტალურ წრეში ერთგვაროვანი მოძრაობა
- ცენტრიდანული ძალა ერთგვაროვანი წრიული მოძრაობის დროს
