Riešené úlohy z Newtonových pohybových zákonov – Sila statického a kinetického trenia
1. Predmet leží na vodorovnej podlahe. Koeficient statického trenia je 0.4 a gravitačné zrýchlenie je 9.8 m/s² . Určte (a) maximálnu silu statického trenia (b) minimálnu silu F
Riešenie
Známe:
Hmotnosť (m) = 1 kg
Koeficient statického trenia (μs ) = 0.4
Tiažové zrýchlenie (g) = 9.8 m/ s²
Hmotnosť (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ) = 10 kg m/s² = 10 Newtonov
Normálová sila (N) = w = 10 Newtonov
Hľadaný:
(a) Maximálna sila statického trenia (b) Minimálna sila F
riešenie:
(a) Maximálna sila statického trenia
f s = μ s N
f s = (0.4)(9.8 N) = 3.92 Newtonov
(b) Minimálna sila F
Ak na objekt pôsobí sila F, ale objekt sa nepohne, musí existovať sila statického trenia pôsobiaca zo strany podlahy na objekt. Ak sa objekt začne pohybovať a sila statického trenia bude prekročená, musí existovať sila kinetického trenia. Objekt sa začne pohybovať, ak je F väčšia ako maximálna sila statického trenia.
Takže minimálna sila F = maximálna sila statického trenia = 3.92 Newtonov.
[irp]
2. Debna s hmotnosťou 1 kg je ťahaná po vodorovnej ploche silou F, takže sa pohybuje konštantnou rýchlosťou. Ak je koeficient kinetického trenia 0.1, určte veľkosť sily F! (g = 9.8 m/ s² )
Známe:
Kinetický koeficient trenia ( μk ) = 0.1
Hmotnosť škatule (m) = 1 kg
Tiažové zrýchlenie (g) = 9.8 m/ s²
Hmotnosť (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newtonov
Normálová sila (N) = w = 9.8 Newtonov
Hľadá sa : Ž
riešenie:
Newtonov prvý zákon hovorí, že ak na objekt nepôsobí žiadna výsledná sila, každý objekt zostáva v stave pokoja alebo sa pohybuje konštantnou rýchlosťou v priamke.
Takže ak sa objekt pohybuje konštantnou rýchlosťou , nesmie existovať žiadna výsledná sila ( Σ F = 0) . Sila F pôsobí na objekt v správnom smere, takže sila kinetického trenia pôsobí na objekt v ľavom smere.
∑ F = 0
F – fk = 0
F = fk
Sila kinetického trenia:
f k = μ k N = (0.1) (9.8 N) = 0.98 Newtonov
objekt sa pohybuje konštantnou rýchlosťou, F = f k = 0.98 Newtonov
[irp]
3. Teleso sa kĺže po naklonenej rovine konštantnou rýchlosťou. Určte kinetický koeficient trenia ( μk ) . g = 9.8 m/ s²
Riešenie
w = hmotnosť, wx = horizontálna zložka hmotnosti, body pozdĺž sklonu, wy = vertikálna zložka hmotnosti, kolmá na naklonenú rovinu, N = normálová sila, fk = sila kinetického trenia.
Známe:
Hmotnosť (m) = 1 kg
Tiažové zrýchlenie (g) = 9.8 m/ s²
hmotnosť (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newtonov
w x = w sin 30 o = (9.8 N)(0.5) = 4.9 Newtonov
w y = w cos 30 o = (9.8 N)(0.5) √ 3 = 4.9 √ 3 Newtony
Normálová sila (N) = w y = 4.9 √ 3 Newtony
Hľadaný : kinetický koeficient trenia ( μk )
riešenie:
Teleso sa kĺže po naklonenej rovine konštantnou rýchlosťou tak, že výsledná sila je 0.
∑ F = 0
wx – fk = 0
wx = fk
wx = μkN
5 = μk ( 5 √ 3 )
μk = 5 / 5 √ 3
μk = 1 / √ 3
μk = 0.58
[irp]
[wpdm_package id='472']
- Hmotnosť a hmotnosť
- normálna pevnosť
- Newtonov druhý pohybový zákon
- Trecia sila
- Pohyb na vodorovnom povrchu bez trecej sily
- Pohyb dvoch telies s rovnakým zrýchlením na drsnom vodorovnom povrchu pôsobením trecej sily
- Pohyb na naklonenej rovine bez trecej sily
- Pohyb na drsnej naklonenej rovine s trecou silou
- Pohyb vo výťahu
- Pohyb telies spojených šnúrami a kladkami
- Dve telesá s rovnakou veľkosťou zrýchlenia
- Zaokrúhľovanie plochej krivky – dynamika kruhového pohybu
- Obkľúčenie naklonenej krivky – dynamika kruhového pohybu
- Rovnomerný pohyb v horizontálnej kružnici
- Dostredivá sila pri rovnomernom kruhovom pohybe
