Решены задачи по законам движения Ньютона – Сила статического и кинетического трения.
1. Объект покоится на горизонтальном полу. Коэффициент статического трения равен 0.4 , а ускорение свободного падения — 9.8 м/с² . Определите (а) максимальную силу статического трения (б) минимальную силу F.
Решение
Известно:
Масса (m) = 1 кг
Коэффициент статического трения (μs ) = 0.4
Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/ с²
Вес (w) = мг = (1 кг)(10 м/с² ) = 10 кг м/с² = 10 Ньютонов
Нормальная сила (Н) = w = 10 Ньютонов
В розыске:
(a) Максимальная сила статического трения (b) Минимальная сила F
решение:
(а) Максимальная сила статического трения
f s = μ s N
f s = (0.4)(9.8 Н) = 3.92 Ньютона
(б) Минимальная сила F
Если на объект действует сила F, но объект не движется, то должна действовать сила статического трения, создаваемая полом. Если объект начнет двигаться, и сила статического трения будет превышена, то должна действовать сила кинетического трения. Объект начнет двигаться, если F больше максимальной силы статического трения.
Таким образом, минимальная сила F равна максимальной силе статического трения = 3.92 Ньютона.
2. Ящик массой 1 кг тянется по горизонтальной поверхности силой F, поэтому ящик движется с постоянной скоростью. Если коэффициент кинетического трения равен 0.1, определите величину силы F! (g = 9.8 м/ с² )
Известно:
Коэффициент кинетического трения ( μk ) = 0.1
Масса ящика (m) = 1 кг
Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/ с²
Вес (w) = мг = (1 кг)(9.8 м/с² ) = 9.8 кг м/с² = 9.8 Ньютонов
Нормальная сила (Н) = w = 9.8 Ньютонов
Требуется : Ж
решение:
Первый закон Ньютона гласит, что если на объект не действует никакая результирующая сила, то любой объект продолжает двигаться по прямой линии в состоянии покоя или с постоянной скоростью.
Таким образом, если объект движется с постоянной скоростью , результирующая сила равна нулю ( ΣF = 0) . Сила F действует на объект в направлении вправо, так что сила кинетического трения действует на объект в направлении влево.
∑ F = 0
F – f k = 0
F = f k
Сила кинетического трения:
f k = µ k N = (0.1)(9.8 Н) = 0.98 Ньютонов
Объект движется с постоянной скоростью, F = f k = 0.98 Ньютонов
3. Объект скользит вниз по наклонной плоскости с постоянной скоростью. Определите коэффициент кинетического трения ( μk ) . g = 9.8 м/ с²
Решение
w = вес, w x = горизонтальная составляющая веса, направленная вдоль наклонной плоскости, w y = вертикальная составляющая веса, перпендикулярная наклонной плоскости, N = нормальная сила, f k = сила кинетического трения.
Известно:
Масса (м) = 1 кг
Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/ с²
Вес (w) = мг = (1 кг)(9.8 м/с² ) = 9.8 кг м/с² = 9.8 Ньютонов
w x = w sin 30 o = (9.8 Н)(0.5) = 4.9 Ньютона
w y = w cos 30 o = (9.8 Н)(0.5) √ 3 = 4.9 √ 3 Ньютона
Нормальная сила (Н) = w y = 4.9 √ 3 Ньютонов
Требуется : коэффициент кинетического трения ( μk )
решение:
Объект скользит вниз по наклонной плоскости с постоянной скоростью, так что результирующая сила равна нулю.
∑ F = 0
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 ′]
- Масса и вес
- Нормальная сила
- Второй закон движения Ньютона
- Сила трения
- Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
- Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности с учетом силы трения.
- Движение по наклонной плоскости без силы трения.
- Движение по шероховатой наклонной плоскости с силой трения.
- Движение в лифте
- Движение тел, соединенных тросами и блоками.
- Два тела с одинаковой величиной ускорения
- Округление пологой кривой – динамика кругового движения
- Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
- Равномерное движение по горизонтальной окружности
- Центростремительная сила при равномерном круговом движении
