Sila statičnega in kinetičnega trenja – problemi in rešitve

Rešeni problemi v Newtonovih zakonih gibanja – Sila statičnega in kinetičnega trenja

1. Predmet počiva na vodoravnih tleh. Koeficient statičnega trenja je 0.4 , gravitacijski pospešek pa 9.8 m/s² ^. Določite (a) največjo silo statičnega trenja (b) najmanjšo silo F

Rešitev

Znano:

Masa (m) = 1 kg

Koeficient statičnega trenja (μ _s ) = 0.4

Gravitacijski pospešek (g) = 9.8 m/ ^s²

Teža (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 kg m/s² ⁼ 10 Newtonov

Normalna sila (N) = w = 10 Newtonov

Išče se:

(a) Največja sila statičnega trenja (b) Najmanjša sila F

Rešitev:

(a) Največja sila statičnega trenja

f _s = μ _s N

f _s = (0.4)(9.8 N) = 3.92 Newtona

(b) Najmanjša sila F

Če na predmet deluje sila F, vendar se predmet ne premakne, mora obstajati tudi sila statičnega trenja, ki jo tla izvajajo na predmet. Če se predmet začne premikati in je sila statičnega trenja presežena, mora obstajati sila kinetičnega trenja. Predmet se začne premikati, če je F večji od največje sile statičnega trenja.

Torej je najmanjša sila F = največja sila statičnega trenja = 3.92 Newtona.

2. Škatlo z maso 1 kg vleče sila F vzdolž vodoravne površine, zato se škatla giblje s konstantno hitrostjo. Če je koeficient kinetičnega trenja 0.1, določite velikost sile F! (g = 9.8 m/ ^s² )

Znano:

_Kinetični koeficient trenja ( μk ) = 0.1

Masa škatle (m) = 1 kg

Pospešek gravitacije (g) = 9.8 m/ ^s²

Teža (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ⁾ = 9.8 kg m/s² ⁼ 9.8 Newtona

Normalna sila (N) = w = 9.8 Newtona

Išče se : Ž

Rešitev:

Newtonov prvi zakon pravi, da če na telo ne deluje nobena sila, potem vsako telo ostane v stanju mirovanja oziroma se giblje s konstantno hitrostjo v premici.

Če se torej objekt giblje s konstantno hitrostjo , ne sme biti neto sile ( Σ F = 0) . Sila F deluje na objekt v pravi smeri, tako da sila kinetičnega trenja deluje na objekt v levi smeri.

∑ F = 0

F – _fk = 0

F = _fk

Sila kinetičnega trenja:

f _k = μ _k N = (0.1)(9.8 N) = 0.98 Newtona

objekt se giblje s konstantno hitrostjo, F = f _k = 0.98 Newtona

3. Predmet drsi po nagnjeni ravnini s konstantno hitrostjo. Določite kinetični koeficient trenja ( _μk ) . g = 9.8 m/ ^s²

Rešitev

w = teža, wx ₌ vodoravna komponenta teže, točke vzdolž naklona, ​​wy ₌ navpična komponenta teže, pravokotna na nagnjeno ravnino, N = normalna sila, fk ₌ sila kinetičnega trenja.

Znano:

Masa (m) = 1 kg

Pospešek gravitacije (g) = 9.8 m/ ^s²

teža (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ⁾ = 9.8 kg m/s² ⁼ 9.8 Newtona

w _x = w sin 30 ^o = (9.8 N)(0.5) = 4.9 Newtona

w _y = w cos 30 ^o = (9.8 N)(0.5) √ 3 = 4.9 √ 3 Newtona

Normalna sila (N) = w _y = 4.9 √ 3 Newtona

Iščemo : kinetični koeficient trenja ( μk ₎

Rešitev:

Predmet drsi po nagnjeni ravnini s konstantno hitrostjo, tako da je neto sila = 0.

∑ F = 0

wx – _{fk =} 0

wx = _fk​

wx = μkN_​​​

5 = μk ₍ 5 √ 3 )

μk ₌ 5 / 5 √ 3

μk ₌ 1 / √ 3

μk ₌ 0.58

[id_paketa wpdm='472']

1. Masa in teža
2. normalna moč
3. Newtonov drugi zakon gibanja
4. Sila trenja
5. Gibanje po vodoravni površini brez sile trenja
6. Gibanje dveh teles z enakim pospeškom na hrapavi vodoravni površini s silo trenja
7. Gibanje po nagnjeni ravnini brez sile trenja
8. Gibanje po grobi nagnjeni ravnini s silo trenja
9. Gibanje v dvigalu
10. Gibanje teles, povezanih z vrvicami in škripci
11. Dve telesi z enako velikostjo pospeška
12. Zaokroževanje ravne krivulje – dinamika krožnega gibanja
13. Zaokroževanje nagnjene krivulje – dinamika krožnega gibanja
14. Enakomerno gibanje v vodoravnem krogu
15. Centripetalna sila pri enakomernem krožnem gibanju