Exemplu de întrebări despre forța de frecare

6 exemple de întrebări despre forța de frecare

1. Un bloc cu masa de 1 kg se află în repaus pe o suprafață plană și rugoasă. Coeficientul de frecare statică este de 0,4, iar accelerația gravitațională este de 10 m/s.²Determinați (a) magnitudinea forței de frecare statică (b) forța minimă de întindere F astfel încât blocul să înceapă să se miște!
Pembahasan
Este cunoscut :
Întrebat :
(a) Mărimea forței statice de frecare (b) Mărimea forței minime de tracțiune (F)
Jawab :
(A) Mărimea forței de frecare statică (f_s)
(B) Forța minimă de tracțiune (F)
Dacă un obiect este tras cu o forță F, dar obiectul este încă în repaus, atunci asupra obiectului acționează frecarea statică. Dacă un obiect este tras cu o forță F și obiectul se află deja în mișcare, atunci asupra obiectului acționează frecarea cinetică. Frecarea statică inhibă mișcarea obiectului și, așa cum se arată în imagine, direcția frecării statice este opusă direcției forței de tracțiune (F). Când forța de tracțiune (F) are aceeași magnitudine ca forța de frecare statică, atunci obiectul se va mișca (obiectul rămâne în repaus). Obiectul începe să se miște atunci când forța de tracțiune este mai mare decât forța de frecare statică.
Deci forța minimă de întindere (F) pentru ca blocul să înceapă să se miște este de 4 newtoni.

2. Un bloc cu masa de 1 kg, plasat pe o suprafață plană și rugoasă, este tras cu o forță F astfel încât blocul să se miște în linie dreaptă cu o viteză constantă. Dacă coeficientul de frecare cinetică este 0,1, determinați magnitudinea forței de tracțiune F! (g = 10 m/s²)  
Pembahasan
Este cunoscut :
Întrebat : F
Jawab :
Un bloc care se mișcă în linie dreaptă cu viteză constantă = un bloc care se mișcă cu viteză constantă = un bloc care se mișcă fără accelerație. Prima lege a lui Newton afirmă că, dacă forța rezultantă care acționează asupra unui obiect = 0, atunci obiectul este în repaus sau se mișcă cu viteză constantă.
Blocul se mișcă cu o viteză constantă, prin urmare forța rezultantă care acționează asupra blocului = 0. Pentru ca forța rezultantă să fie = 0, pe lângă forța de tracțiune F spre dreapta, trebuie să existe o forță care are aceeași magnitudine ca F, dar este îndreptată spre stânga. Forța în cauză este forța de frecare cinetică, forța de frecare cinetică care acționează asupra blocului atunci când obiectul se mișcă. Matematic:
Deoarece obiectul se mișcă în linie dreaptă cu o viteză constantă, magnitudinea forței de tracțiune F = f_s = 1 Newtoni

3. O cutie cu masa de 1 kg alunecă în jos cu viteză constantă pe un plan înclinat aproximativ. Determinați coeficientul de frecare cinetică… (g = 10 m/s)²)
Pembahasan

Legendă:
w = gravitație, w_x = componenta gravitațională paralelă cu suprafața planului înclinat, w_y = componentă a forței gravitaționale perpendiculară pe planul înclinat, N = forță normală, f_k = forța de frecare cinetică.

Jawab :
Cutia alunecă în jos cu o viteză constantă, prin urmare forța rezultantă = 0. Cutia se mișcă pe suprafața unui plan înclinat, unde pe suprafața planului înclinat există o forță w_x și f_kAceste două forțe au aceeași magnitudine, dar direcții opuse, deci forța rezultantă = 0.

[Engleză: Forța de frecare statică și cinetică – probleme și soluții]

4. Dacă masa obiectului este de 4 kg, unghiul de înclinare este de 30°^o și o accelerație gravitațională de 10 ms^-2 Obiectul va continua să alunece. Valoarea maximă a coeficientului de frecare dintre obiect și planul înclinat este…
Pembahasan
Se știe că:
m = 4 kg, g = 10 m/s²
Întrebare: coeficient maxim de frecare?
Jawab:
Coeficientul de frecare statică este mai mare decât coeficientul de frecare cinetică, prin urmare, ceea ce se înțelege prin coeficientul de frecare maxim este coeficientul de frecare statică maxim.
Obiectele nu se mișcă pe verticală:
Înlocuiți f_s în ecuația 1 cu f_s în ecuația 2.
5. Dacă un obiect este plasat pe o suprafață rugoasă și apoi tras cu o forță, va apărea o forță opusă numită frecare. Magnitudinea acestei forțe de frecare depinde de...
A. rugozitatea suprafeței de frecare
B. magnitudinea forței normale
C. rugozitatea suprafețelor de frecare și magnitudinea forței normale
D. masa obiectului tras
E. magnitudinea forței care atrage obiectul
Pembahasan
Frecarea statică acționează atunci când un obiect este tras, dar nu se mișcă încă. Frecarea cinetică acționează atunci când un obiect se mișcă.
Dacă obiectul este pe un plan plat, atunci N = w = mg
Dacă obiectul se află pe un plan înclinat, atunci N = w_y = w cos teta (cf. exemplul problemei 1)
Descriere: f_s = forța de frecare statică, f_k = forța de frecare cinetică, N = forța normală, w = gravitația = masa obiectului, g = accelerația gravitațională.
Dacă problema se referă la o suprafață plană și rugoasă, atunci magnitudinea forței de frecare depinde de rugozitatea suprafeței (coeficientul de frecare) și de forța normală (N).
Răspunsul corect este C.

6. Mărimea forței de frecare asupra unui obiect care se mișcă pe un plan înclinat depinde de...
A. greutatea obiectului și viteza obiectului
B. unghiul de înclinare al planului față de planul orizontal și viteza obiectului
C. forța normală și rugozitatea suprafeței obiectului
D. greutatea obiectului și unghiul de înclinare al planului față de planul orizontal
E. rugozitatea suprafeței planului și viteza obiectului
Pembahasan
Formula pentru forța de frecare statică maximă pe un plan înclinat:
Răspunsul corect este C.
În timp ce coeficientul de frecare depinde doar de unghiul de înclinare față de orizontală (theta).