Beispill vu Froen iwwer Reibungskraaft

6 Beispiller vu Froen iwwer Reibungskraaft

1. E Block mat enger Mass vun 1 kg läit a Rou op enger rauer, flaacher Uewerfläch. De statesche Reibungskoeffizient ass 0,4 an d'Schwéierkraaftbeschleunigung ass 10 m/s.²Bestëmmt (a) d'Gréisst vun der statescher Reibungskraaft (b) déi minimal Zuchkraaft F, fir datt de Block ufänkt ze beweegen!
Diskussioun
Et ass bekannt :
Gefrot :
(a) D'Gréisst vun der statescher Reibungskraaft (b) D'Gréisst vun der minimaler Zuchkraaft (F)
Jawab :
(a) D'Gréisst vun der statescher Reibungskraaft (f_s)
(B) Minimal Zuchkraaft (F)
Wann en Objet mat enger Kraaft F gezunn gëtt, awer den Objet nach ëmmer a Rou ass, dann wierkt statesch Reibung op den Objet. Wann en Objet mat enger Kraaft F gezunn gëtt an den Objet sech scho beweegt, dann wierkt kinetesch Reibung op den Objet. Statesch Reibung hemmt d'Bewegung vum Objet a wéi op der Foto gewisen, ass d'Richtung vun der statescher Reibung entgéintgesat zur Richtung vun der Zuchkraaft (F). Wann d'Zuchkraaft (F) déiselwecht Gréisst huet wéi déi statesch Reibungskraaft, dann beweegt sech den Objet (den Objet bleift a Rou). Den Objet fänkt un ze beweegen, wann d'Zuchkraaft méi grouss ass wéi déi statesch Reibungskraaft.
Also ass déi minimal Zuchkraaft (F), fir datt de Block sech beweege kann, 4 Newton.

2. E Block mat enger Mass vun 1 kg, deen op eng rauh, flaach Uewerfläch placéiert gëtt, gëtt mat enger Kraaft F sou gezunn, datt de Block sech a gerader Linn mat konstanter Geschwindegkeet beweegt. Wann de kinetesche Reibungskoeffizient 0,1 ass. Bestëmmt d'Gréisst vun der Zuchkraaft F! (g = 10 m/s).²)  
Diskussioun
Et ass bekannt :
Gefrot : F
Jawab :
E Block, deen sech an enger gerader Linn mat konstanter Geschwindegkeet beweegt = e Block, deen sech mat konstanter Geschwindegkeet beweegt = e Block, deen sech ouni Beschleunegung beweegt. Den Éischte Gesetz vum Newton seet, datt wann déi resultéierend Kraaft, déi op en Objet wierkt = 0, dann ass den Objet a Rou oder beweegt sech mat enger konstanter Geschwindegkeet.
De Block beweegt sech mat enger konstanter Geschwindegkeet, dofir ass déi resultant Kraaft, déi op de Block wierkt, = 0. Fir datt déi resultant Kraaft = 0 ass, muss et zousätzlech zu der Zuchkraaft F no riets eng Kraaft ginn, déi déiselwecht Gréisst wéi F huet, awer no lénks geriicht ass. D'Kraaft a Fro ass déi kinetesch Reibungskraaft, déi kinetesch Reibungskraaft, déi op de Block wierkt, wann den Objet sech beweegt. Mathematesch:
Well den Objet sech a gerader Linn mat enger konstanter Geschwindegkeet beweegt, ass d'Gréisst vun der Zuchkraaft F = f_s = 1 Newton

3. Eng Këscht mat enger Mass vun 1 kg rutscht mat konstanter Geschwindegkeet op enger grober schiefer Fläch erof. Bestëmmt de kinetische Reibungskoeffizient… (g = 10 m/s)²)
Diskussioun

Ënnerschrëft:
w = Schwéierkraaft, w_x = Schwéierkraaftkomponent parallel zur Uewerfläch vun der schréieger Fläch, w_y = Komponent vun der Schwéierkraaft senkrecht zu der schréieger Fläch, N = Normalkraaft, f_k = kinetesch Reibungskraaft.

Jawab :
D'Këscht rutscht mat enger konstanter Geschwindegkeet erof, dofir ass déi resultéierend Kraaft = 0. D'Këscht beweegt sech op der Uewerfläch vun enger schiefer Fläch, wou op der Uewerfläch vun der schiefer Fläch eng Kraaft w wierkt._x an f_kDës zwou Kräften hunn déiselwecht Gréisst, awer géigneresch Richtungen, sou datt déi resultéierend Kraaft = 0 ass.

[Englesch : Kraaft vun der statescher a kinetescher Reibung - Problemer a Léisungen]

4. Wann d'Mass vum Objet 4 kg ass, ass den Neigungswénkel 30^o an eng Gravitatiounsbeschleunigung vun 10 ms^-2 Den Objet wäert nach ëmmer rutschen. De maximale Wäert vum Reibungskoeffizient tëscht dem Objet an der schréieger Fläch ass…
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
m = 4 kg, g = 10 m/s²
Gefrot: maximalen Reibungskoeffizient?
Äntwert:
De statesche Reibungskoeffizient ass méi grouss wéi de kinetische Reibungskoeffizient, dofir ass dat wat mam maximale Reibungskoeffizient gemengt ass, de maximale statesche Reibungskoeffizient.
Objeten beweege sech net a vertikaler Richtung:
Ersetzen f_s an der Equatioun 1 mat f_s an der Equatioun 2.
5. Wann en Objet op eng rauh Uewerfläch geluecht gëtt an dann mat enger Kraaft gezunn gëtt, trëtt eng Géigekraaft op, déi Reibung genannt gëtt. D'Gréisst vun dëser Reibungskraaft hänkt vun... of.
A. Rauheet vun der Reibungsoberfläche
B. d'Gréisst vun der Normalkraaft
C. Rauheet vun de Reibungsflächen an d'Gréisst vun der Normalkraaft
D. d'Mass vum Objet, deen gezunn gëtt
E. d'Gréisst vun der Kraaft, déi den Objet unzitt
Diskussioun
Statesch Reibung wierkt wann en Objet gezunn gëtt, awer sech nach net beweegt. Kinetesch Reibung wierkt wann en Objet sech beweegt.
Wann den Objet op enger flaacher Fläch ass, dann ass N = w = mg
Wann den Objet op enger schiefer Fläch läit, dann ass N = w_y = w cos theta (cf. Beispillproblem 1)
Beschreiwung: f_s = statesch Reibungskraaft, f_k = kinetesch Reibungskraaft, N = Normalkraaft, w = Schwéierkraaft = Mass vum Objet, g = Beschleunigung duerch d'Schwéierkraaft.
Wann d'Problem sech op eng rau, flaach Uewerfläch bezitt, dann hänkt d'Gréisst vun der Reibungskraaft vun der Uewerflächenrauheet (Reibungskoeffizient) an der Normalkraaft (N) of.
Déi richteg Äntwert ass C.

6. D'Gréisst vun der Reibungskraaft op en Objet, deen sech op enger schréieger Fläch beweegt, hänkt vun ... of.
A. Gewiicht vum Objet a Geschwindegkeet vum Objet
B. den Neigungswénkel vun der Fläch zur Horizontalfläch an d'Geschwindegkeet vum Objet
C. Normalkraaft a Uewerflächenrauheet vum Objet
D. Gewiicht vum Objet an den Neigungswénkel vun der Fläch zur horizontaler Fläch
E. Uewerflächenrauheet vun der Fläch a Geschwindegkeet vum Objet
Diskussioun
D'Formel fir déi maximal statesch Reibungskraaft op enger geneigter Fläch:
Déi richteg Äntwert ass C.
Wärend de Reibungskoeffizient nëmme vum Neigungswénkel zum Horizontal (Theta) ofhänkt.