Statinės ir kinetinės trinties jėgos – problemos ir sprendimai

Išspręstos problemos, susijusios su Niutono judėjimo dėsniais - Statinės ir kinetinės trinties jėgos

1. Objektas stovi ant horizontalių grindų. Statinės trinties koeficientas yra 0.4. bei gravitacijos pagreitis yra 9.8 m/s²Nustatykite (a) Didžiausią statinės trinties jėgą (b) Mažiausią F jėgą 

Sprendimas

Žinomas:

Masė (m²) = 1 kg

Statinės trinties koeficientas (μ_s) = 0.4

Sunkio pagreitis (g) = 9.8 m/s²

Svoris (w) = mg = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 niutonų

Normali jėga (N) = w = 10 niutonų

Ieškoma:

(A) Didžiausia statinės trinties jėga b) minimali F jėga

sprendimas:

(A) Didžiausia statinės trinties jėga

f_s = μ_s N

f_s = (0.4)(9.8 N) = 3.92 Niutono

b) minimali F jėga

Jei objektui taikoma jėga F, bet jis nejuda, vadinasi, grindys į objektą veikia statinę trinties jėgą. Jei objektas pradeda judėti, o statinės trinties jėga viršijama, vadinasi, turi veikti kinetinės trinties jėga. Objektas pradeda judėti, jei F yra didesnė už maksimalią statinės trinties jėgą.

Taigi minimali F jėga = maksimali statinės trinties jėga = 3.92 niutono.

2. 1 kg dėžę horizontaliu paviršiumi tempia jėga F, todėl dėžė juda pastoviu greičiu. Jei kinetinės trinties koeficientas yra 0.1, nustatykite jėgos F dydį! (g = 9.8 m/s²)

Žinomas:

Kinetinio trinties koeficientas (μ_k) = 0.1

Dėžės masė (m) = 1 kg

Sunkio pagreitis (g) = 9.8 m/s²

Svoris (s) = mg = (1 kg) (9.8 m/s²) = 9.8 kg m/s² = 9.8 niutonų

Normalioji jėga (N) = w = 9.8 niutono

Ieško : F

sprendimas:

Pirmasis Niutono dėsnis teigia, kad jei objekto neveikia jokia jėga, kiekvienas objektas išlieka ramybės būsenoje arba juda tiesia linija pastoviu greičiu.

Taigi, jei objektas juda tokiu greičiu pastovus greitis, neturi būti jokios grynosios jėgos (ΣF = 0)Jėga F veikia objektą teisinga kryptimi taip, kad kinetinės trinties jėga veiktų objektą kairėje pusėje.

∑F = 0 m

F–f_k = 0

F = f_k

Kinetinės trinties jėga:

f_k = μ_k N = (0.1)(9.8 N) = 0.98 niutono

objektas juda pastoviu greičiu, F = f_k = 0.98 niutonų

3. Objektas slysta žemyn pasvirusi plokštuma esant pastoviam greičiui. Nustatykite kinetinio trinties koeficientą (μ_k). g = 9.8 m/s²

Sprendimas

w = svoris, w_x = horizontali svorio dedamoji, taškai išilgai nuolydžio, w_y = vertikali svorio dedamoji, statmena pasvirusiai plokštumai, N = normali jėga, f_k = kinetinės trinties jėga.

Žinomas:

Masė (m) = 1 kg

Sunkio pagreitis (g) = 9.8 m/s²

svoris (s) = mg = (1 kg) (9.8 m/s²) = 9.8 kg m/s² = 9.8 niutonų

w_x = w nuodėmė 30^o = (9.8 N)(0.5) = 4.9 Niutono

w_y = w cos 30^o = (9.8 N)(0.5)√3 = 4.9√3 Niutonas

Normalioji jėga (N) = w_y = 4.9√3 Niutonas

Ieškoma: kinetinės trinties koeficientas (μ_k)

sprendimas:

Objektas slysta žemyn pasvirusia plokštuma pastoviu greičiu taip, kad grynoji jėga būtų lygi 0.

∑F = 0 m

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

[wpdm_package id='472′]

1. Masė ir svoris
2. Normali jėga
3. Antrasis Niutono judėjimo dėsnis
4. Trinties jėga
5. Judėjimas horizontaliu paviršiumi be trinties jėgos
6. Dviejų kūnų judėjimas vienodu pagreičiu nelygiu horizontaliu paviršiumi, veikiant trinties jėgai
7. Judėjimas pasvirusioje plokštumoje be trinties jėgos
8. Judėjimas grubia pasvirusia plokštuma su trinties jėga
9. Judėjimas lifte
10. Kūnų, sujungtų virvėmis ir skriemuliais, judėjimas
11. Du kūnai, kurių pagreitis yra vienodas
12. Plokščiosios kreivės apvalinimas – sukamaisiais judesiais vykusi dinamika
13. Pasvirusios kreivės apvalinimas – sukamaisiais judesiais paremto judėjimo dinamika
14. Vienodas judėjimas horizontaliu apskritimu
15. Centripetalinė jėga tolygiai judant sukamaisiais judesiais