Primer vprašanj o sili trenja

6 primerov vprašanj o sili trenja

1. Blok z maso 1 kg miruje na hrapavi ravni površini. Koeficient statičnega trenja je 0,4, gravitacijski pospešek pa 10 m/s.²Določite (a) velikost statične sile trenja (b) najmanjšo natezno silo F, da se blok začne premikati!
Razprava
Znano je :
Vprašal :
(a) Velikost statične sile trenja (b) Velikost minimalne natezne sile (F)
Jawab :
(A) Velikost statične sile trenja (f_s)
(B) Najmanjša natezna sila (F)
Če predmet vlečemo s silo F, vendar predmet še vedno miruje, potem na predmet deluje statično trenje. Če predmet vlečemo s silo F in se predmet že premika, potem na predmet deluje kinetično trenje. Statično trenje zavira gibanje predmeta in kot je prikazano na sliki, je smer statičnega trenja nasprotna smeri natezne sile (F). Ko ima natezna sila (F) enako velikost kot statična sila trenja, se predmet premakne (predmet miruje). Predmet se začne premikati, ko je natezna sila večja od statične sile trenja.
Torej je najmanjša natezna sila (F), da se blok začne premikati, 4 Newtoni.

2. Blok z maso 1 kg, ki je postavljen na hrapavo ravno površino, se vleče s silo F tako, da se blok premika premočno s konstantno hitrostjo. Če je koeficient kinetičnega trenja 0,1. Določite velikost vlečne sile F! (g = 10 m/s²)  
Razprava
Znano je :
Vprašal : F
Jawab :
Blok, ki se premika premočno s konstantno hitrostjo = blok, ki se premika s konstantno hitrostjo = blok, ki se premika brez pospeška. Newtonov prvi zakon pravi, da če je rezultanta sile, ki deluje na predmet = 0, potem predmet miruje ali se premika s konstantno hitrostjo.
Blok se premika s konstantno hitrostjo, zato je rezultanta sile, ki deluje na blok, enaka 0. Da bi bila rezultanta sile enaka 0, mora poleg vlečne sile F v desno obstajati še sila, ki ima enako velikost kot F, vendar je usmerjena v levo. Ta sila je kinetična sila trenja, ki deluje na blok, ko se predmet premika. Matematično:
Ker se predmet giblje premočno s konstantno hitrostjo, je velikost vlečne sile F = f_s = 1 Newtonov

3. Škatla z maso 1 kg drsi navzdol s konstantno hitrostjo po grobi nagnjeni ravnini. Določite koeficient kinetičnega trenja… (g = 10 m/s²)
Razprava

Napis:
w = gravitacija, w_x = komponenta gravitacije, vzporedna s površino nagnjene ravnine, w_y = komponenta sile teže, pravokotna na nagnjeno ravnino, N = normalna sila, f_k = kinetična sila trenja.

Jawab :
Škatla drsi navzdol s konstantno hitrostjo, zato je rezultanta sile = 0. Škatla se premika po površini nagnjene ravnine, kjer na površino nagnjene ravnine deluje sila w_x in f_kTi dve sili imata enako velikost, vendar nasprotni smeri, zato je rezultanta sile = 0.

[Angleščina: Sila statičnega in kinetičnega trenja – problemi in rešitve]

4. Če je masa predmeta 4 kg, je kot nagiba 30^o in gravitacijski pospešek 10 ms^-2 Predmet bo še vedno drsel. Največja vrednost koeficienta trenja med predmetom in nagnjeno ravnino je…
Razprava
Znano je, da:
m = 4 kg, g = 10 m/s²
Vprašanje: največji koeficient trenja?
Odgovor:
Statični koeficient trenja je večji od kinetičnega koeficienta trenja, zato največji koeficient trenja pomeni največji statični koeficient trenja.
Predmeti se ne premikajo v navpični smeri:
Zamenjaj f_s v enačbi 1 s f_s v enačbi 2.
5. Če predmet postavimo na hrapavo površino in ga nato potegnemo s silo, se pojavi nasprotna sila, imenovana trenje. Velikost te sile trenja je odvisna od ...
A. hrapavost torne površine
B. velikost normalne sile
C. hrapavost tornih površin in velikost normalne sile
D. masa predmeta, ki ga vlečemo
E. velikost sile, ki privlači predmet
Razprava
Statično trenje deluje, ko predmet vlečemo, vendar se še ne premika. Kinetično trenje deluje, ko se predmet premika.
Če je predmet na ravni ravnini, potem je N = w = mg
Če je predmet na nagnjeni ravnini, potem je N = w_y = w cos theta (prim. primer naloge 1)
Opis: f_s = statična sila trenja, f_k = kinetična sila trenja, N = normalna sila, w = gravitacija = masa telesa, g = pospešek zaradi gravitacije.
Če se problem nanaša na hrapavo ravno površino, potem je velikost sile trenja odvisna od hrapavosti površine (koeficienta trenja) in normalne sile (N).
Pravilen odgovor je C.

6. Velikost sile trenja na predmetu, ki se premika po nagnjeni ravnini, je odvisna od ...
A. teža predmeta in hitrost predmeta
B. kot naklona ravnine glede na vodoravno ravnino in hitrost predmeta
C. normalna sila in hrapavost površine predmeta
D. teža predmeta in kot naklona ravnine glede na vodoravno ravnino
E. hrapavost površine ravnine in hitrost predmeta
Razprava
Formula za največjo statično silo trenja na nagnjeni ravnini:
Pravilen odgovor je C.
Medtem ko je koeficient trenja odvisen le od kota nagiba glede na horizontalo (theta).