2 примера применения законов Ньютона к шероховатым наклонным плоскостям (при наличии трения)
1. Масса блока составляет 2 кг, ускорение свободного падения = 10 м/с².2Коэффициент статического и кинетического трения равен 0,2 и 0,1 соответственно. Блок неподвижен или движется? Если блок движется, определите (а) результирующую силу, которая ускоряет блок, и (б) величину и направление ускорения блока!
Обсуждение
Известен :
Масса (м) = 2 кг
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²2
Коэффициент статического трения = 0,2
Коэффициент статического трения = 0,1
Вес блока (w) = мг = (2)(10) = 20 Ньютонов
wx = w sin 30o = (20)(0,5) = 10 Ньютонов
wy = w cos 30o = (20)(0,5√3) = 10√3 Ньютонов
Нормальная сила (Н) = wy = 10√3 Ньютона
Сила статического трения (f)s) = (0,2)(10√3) = 2√3 Ньютона
Сила кинетического трения (f)k) = (0,1)(10√3) = √3 Ньютонов
Задан вопрос Блок неподвижен или движется? Если движется, определите результирующую силу, которая ускоряет блок, и его ускорение!
Джаваб :
Блок находится в состоянии покоя, если wx <FsБлок перемещается, если wx > fsПотому что...x = 10 Ньютонов и fs = 2√3 Ньютона, следовательно, можно сделать вывод, что блок движется вниз.
(а) результирующая сила, которая ускоряет блок
Когда блок движется, сила трения, действующая на блок, равна силе кинетического трения (f).k).
(б) величина и направление ускорения блока
Величина ускорения блока составляет 4,15 м/с².2 и направление ускорения блока — вниз.
2. Масса блока составляет 4 кг, ускорение свободного падения — 10 м/с².2Коэффициенты статического и кинетического трения равны 0,4 и 0,2. Если величина силы F равна 40 Ньютонам, находится ли блок в неподвижном состоянии или движется? Если блок движется, определите (а) результирующую силу, которая ускоряет блок, и (б) величину и направление ускорения блока!
Обсуждение
Известен :
Масса (м) = 4 кг
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²2
Коэффициент статического трения = 0,4
Коэффициент статического трения = 0,2
Вес блока (w) = мг = (4)(10) = 40 Ньютонов
wx = w sin 30o = (40)(0,5) = 20 Ньютонов
wy = w cos 30o = (40)(0,5√3) = 20√3 Ньютонов
Нормальная сила (Н) = wy = 20√3 Ньютона
Сила статического трения (f)s) = (0,4)(20√3) = 8√3 Ньютона
Сила кинетического трения (f)k) = (0,2)(20√3) = 4√3 Ньютона
F = 40 Ньютон
Задан вопрос Блок неподвижен или движется? Если движется, определите результирующую силу, которая ускоряет блок, и его ускорение!
Джаваб :
Блок перемещается вниз, если F < wx + фsБлок перемещается вверх, если F > w.x + фsF = 40 Ньютон, wx = 20 Ньютонов и fs = 8√3 = 13,6 Ньютонов, поэтому можно заключить, что блок движется вверх, потому что F больше wx + фs.
(а) результирующая сила, которая ускоряет блок
Когда блок движется, сила трения, действующая на блок, равна силе кинетического трения (f).k).
(б) величина и направление ускорения блока
Величина ускорения блока составляет 1,6 м/с².2 и направление ускорения блока — вверх.
[Английский : Движение по шероховатой наклонной плоскости с силой трения.]