2 exemple de aplicare a legilor lui Newton la plane înclinate rugoase (există frecare)
1. Masa blocului este de 2 kg, accelerația gravitațională = 10 m/s2, coeficientul de frecare statică și cinetică este 0,2 și 0,1. Blocul este nemișcat sau în mișcare? Dacă blocul se mișcă, determinați (a) forța rezultantă care accelerează blocul (b) magnitudinea și direcția accelerației blocului!
Pembahasan
Este cunoscut :
Masă (m) = 2 kg
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s2
Coeficient de frecare statică = 0,2
Coeficient de frecare statică = 0,1
Greutatea blocului (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
wx = w sin 30o = (20)(0,5) = 10 newtoni
wy = w cos 30o = (20)(0,5√3) = 10√3 newtoni
Forța normală (N) = wy = 10√3 Newtoni
Forța de frecare statică (f)s) = (0,2)(10√3) = 2√3 newtoni
Forța de frecare cinetică (f)k) = (0,1)(10√3) = √3 newtoni
Întrebat Blocul este nemișcat sau se mișcă? Dacă se mișcă, determinați forța rezultantă care accelerează blocul și accelerația blocului!
Jawab :
Blocul este în repaus dacă wx < fs, blocul se mișcă dacă wx > fsPentru că noix = 10 Newton și fs = 2√3 newtoni, deci se concluzionează că blocul se mișcă în jos.
(a) forța rezultantă care accelerează blocul
Când blocul se mișcă, forța de frecare care acționează asupra blocului este forța de frecare cinetică (fk).
(b) magnitudinea și direcția accelerației blocului
Mărimea accelerației blocului este de 4,15 m/s2 iar direcția accelerației blocului este în jos.
2. Masa blocului este de 4 kg, accelerația gravitațională este de 10 m/s2Coeficienții de frecare statică și cinetică sunt 0,4 și 0,2. Dacă magnitudinea forței F este de 40 Newton, blocul este nemișcat sau se mișcă? Dacă blocul se mișcă, determinați (a) forța rezultantă care accelerează blocul (b) magnitudinea și direcția accelerației blocului!
Pembahasan
Este cunoscut :
Masă (m) = 4 kg
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s2
Coeficient de frecare statică = 0,4
Coeficient de frecare statică = 0,2
Greutatea blocului (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton
wx = w sin 30o = (40)(0,5) = 20 newtoni
wy = w cos 30o = (40)(0,5√3) = 20√3 newtoni
Forța normală (N) = wy = 20√3 Newtoni
Forța de frecare statică (f)s) = (0,4)(20√3) = 8√3 newtoni
Forța de frecare cinetică (f)k) = (0,2)(20√3) = 4√3 newtoni
F = 40 Newton
Întrebat Blocul este nemișcat sau se mișcă? Dacă se mișcă, determinați forța rezultantă care accelerează blocul și accelerația blocului!
Jawab :
Blocul se mișcă în jos dacă F < wx +fsBlocul se mișcă în sus dacă F > wx +fsF = 40 Newtoni, wx = 20 Newton și fs = 8√3 = 13,6 newtoni, deci se concluzionează că blocul se mișcă în sus deoarece F este mai mare decât wx +fs.
(a) forța rezultantă care accelerează blocul
Când blocul se mișcă, forța de frecare care acționează asupra blocului este forța de frecare cinetică (fk).
(b) magnitudinea și direcția accelerației blocului
Mărimea accelerației blocului este de 1,6 m/s2 iar direcția accelerației blocului este ascendentă.
[Engleză: Mișcare pe plan înclinat grosier cu forță de frecare]