Primer uporabe Newtonovih zakonov na grobi nagnjeni ravnini (prisotno je trenje)

2 primera uporabe Newtonovih zakonov na grobo nagnjenih ravninah (prisotno je trenje)

1. Masa bloka je 2 kg, gravitacijski pospešek = 10 m/s², koeficient statičnega in kinetičnega trenja je 0,2 in 0,1. Ali blok miruje ali se premika? Če se blok premika, določite (a) rezultanto sile, ki pospešuje blok (b) velikost in smer pospeška bloka!
Razprava
Znano je :
Masa (m) = 2 kg
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s²
Statični koeficient trenja = 0,2
Statični koeficient trenja = 0,1
Teža bloka (w) = mg = (2)(10) = 20 Newtonov
w_x = w sin 30^o = (20)(0,5) = 10 Newtonov
w_y = w cos 30^o = (20)(0,5√3) = 10√3 Newtonov
Normalna sila (N) = w_y = 10√3 Newtona
Statična sila trenja (f_s) = (0,2)(10√3) = 2√3 Newtona
Kinetična sila trenja (f_k) = (0,1)(10√3) = √3 Newtonov
Vprašal Ali blok miruje ali se premika? Če se premika, določite rezultanto sile, ki pospešuje blok, in pospešek bloka!

Jawab :
Blok miruje, če je w_x < f_s, blok se premakne, če je w_x > f_sKer w_x = 10 Newtonov in f_s = 2√3 Newtona, zato sklepamo, da se blok premika navzdol.
(a) rezultantna sila, ki pospeši blok
Ko se blok premika, sila trenja, ki deluje na blok, je kinetična sila trenja (f_k).
(b) velikost in smer pospeška bloka
Velikost pospeška bloka je 4,15 m/s² in smer pospeška bloka je navzdol.

2. Masa bloka je 4 kg, gravitacijski pospešek pa je 10 m/s.²Koeficienta statičnega in kinetičnega trenja sta 0,4 in 0,2. Če je velikost sile F 40 Newtonov, ali blok miruje ali se premika? Če se blok premika, določite (a) rezultanto sile, ki pospešuje blok, (b) velikost in smer pospeška bloka!
Razprava
Znano je :
Masa (m) = 4 kg
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s²
Statični koeficient trenja = 0,4
Statični koeficient trenja = 0,2
Teža bloka (w) = mg = (4)(10) = 40 Newtonov
w_x = w sin 30^o = (40)(0,5) = 20 Newtonov
w_y = w cos 30^o = (40)(0,5√3) = 20√3 Newtonov
Normalna sila (N) = w_y = 20√3 Newtona
Statična sila trenja (f_s) = (0,4)(20√3) = 8√3 Newtona
Kinetična sila trenja (f_k) = (0,2)(20√3) = 4√3 Newtona
F = 40 Newtonov
Vprašal Ali blok miruje ali se premika? Če se premika, določite rezultanto sile, ki pospešuje blok, in pospešek bloka!
Jawab :
Blok se premakne navzdol, če je F < w_x +f_sBlok se premakne navzgor, če je F > w_x +f_sF = 40 Newtonov, W_x = 20 Newtonov in f_s = 8√3 = 13,6 Newtona, zato sklepamo, da se blok premika navzgor, ker je F večji od w_x +f_s.
(a) rezultantna sila, ki pospeši blok
Ko se blok premika, sila trenja, ki deluje na blok, je kinetična sila trenja (f_k).
(b) velikost in smer pospeška bloka
Velikost pospeška bloka je 1,6 m/s² in smer pospeška bloka je navzgor.

[Angleščina: Gibanje po grobi nagnjeni ravnini s silo trenja]