Voorbeeld van het toepassen van de wetten van Newton op een ruw hellend vlak (er is wrijving).

2 voorbeelden van het toepassen van Newtons wetten op ruwe hellende vlakken (er is wrijving)

1. De massa van het blok is 2 kg, de zwaartekrachtversnelling is 10 m/s².²De wrijvingscoëfficiënt voor statische en kinetische wrijving is respectievelijk 0,2 en 0,1. Staat het blok stil of beweegt het? Als het blok beweegt, bepaal dan (a) de resulterende kracht die het blok versnelt en (b) de grootte en richting van de versnelling van het blok!
Discussie
Het is bekend :
Massa (m) = 2 kg
Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²
Statische wrijvingscoëfficiënt = 0,2
Statische wrijvingscoëfficiënt = 0,1
Gewicht van het blok (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
w_x = w sin 30^o = (20)(0,5) = 10 Newton
w_y = w cos 30^o = (20)(0,5√3) = 10√3 Newton
Normaalkracht (N) = w_y = 10√3 Newton
Statische wrijvingskracht (f_s) = (0,2)(10√3) = 2√3 Newton
Kinetische wrijvingskracht (f)_k) = (0,1)(10√3) = √3 Newton
gevraagd Is het blok stilstaand of bewegend? Zo ja, bepaal dan de resulterende kracht die het blok versnelt en de versnelling van het blok!

Antwoorden :
Het blok is in rust als w_x <f_s, het blok beweegt als w_x > f_sOmdat w_x = 10 Newton en f_s = 2√3 Newton, dus hieruit wordt geconcludeerd dat het blok naar beneden beweegt.
(a) de resulterende kracht die het blok versnelt
Wanneer het blok beweegt, is de wrijvingskracht die op het blok werkt de kinetische wrijvingskracht (f)._k).
(b) grootte en richting van de versnelling van het blok
De grootte van de versnelling van het blok is 4,15 m/s².² en de versnelling van het blok is naar beneden gericht.

2. De massa van het blok is 4 kg, de zwaartekrachtversnelling is 10 m/s².²De wrijvingscoëfficiënten voor statische en kinetische wrijving zijn respectievelijk 0,4 en 0,2. Als de kracht F 40 Newton is, staat het blok dan stil of beweegt het? Als het blok beweegt, bepaal dan (a) de resulterende kracht die het blok versnelt en (b) de grootte en richting van de versnelling van het blok!
Discussie
Het is bekend :
Massa (m) = 4 kg
Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²
Statische wrijvingscoëfficiënt = 0,4
Statische wrijvingscoëfficiënt = 0,2
Gewicht van het blok (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton
w_x = w sin 30^o = (40)(0,5) = 20 Newton
w_y = w cos 30^o = (40)(0,5√3) = 20√3 Newton
Normaalkracht (N) = w_y = 20√3 Newton
Statische wrijvingskracht (f_s) = (0,4)(20√3) = 8√3 Newton
Kinetische wrijvingskracht (f)_k) = (0,2)(20√3) = 4√3 Newton
F = 40 Newton
gevraagd Is het blok stilstaand of bewegend? Zo ja, bepaal dan de resulterende kracht die het blok versnelt en de versnelling van het blok!
Antwoorden :
Het blok beweegt naar beneden als F < w_x +f_sHet blok beweegt omhoog als F > w_x +f_sF = 40 Newton, w_x = 20 Newton en f_s = 8√3 = 13,6 Newton, dus hieruit wordt geconcludeerd dat het blok omhoog beweegt omdat F groter is dan w_x +f_s.
(a) de resulterende kracht die het blok versnelt
Wanneer het blok beweegt, is de wrijvingskracht die op het blok werkt de kinetische wrijvingskracht (f)._k).
(b) grootte en richting van de versnelling van het blok
De grootte van de versnelling van het blok is 1,6 m/s².² en de versnelling van het blok is naar boven gericht.

[Engels : Beweging op een ruw hellend vlak met wrijvingskracht]