Формула силе на нагнутој равни

Примери питања и формуле за силе на нагнутим равнима

1. На блок масе m = 5 kg делује константна хоризонтална сила јачине 50 N. Блок се креће навише почетном брзином v._o = 4 m/s дуж грубе нагнуте равни са углом нагиба θ (тан θ = ¾). Коефицијент кинетичко трење између блока и нагнуте равне површине је μ_k = 0,2. Пређена удаљеност блока пре него што се коначно заустави је…

А. 10 м

Б. 12 м

Ц. 15 м

Д. 18 м

Е. 22 м

w = гравитација

w_x = компонента гравитације на x-оси

w_y = компонента гравитације на y-оси

F = константна хоризонтална сила

F_x = компонента силе на x-оси

F_y = компонента силе на y-оси

N = нормална сила

f_k = кинетичка сила трења

w = mg = 5 (10) = 50 N

w_x = w sin θ = 50 (3/5) = 30 N

w_y = w cos θ = 50 (4/5) = 40 N

Ф = 50Н

F_x = F cos θ = 50 (4/5) = 40 N

F_y = F sin θ = 50 (3/5) = 30 N

N = w_y + Ф_y = 40 + 30 = 70 Н

f_k = μ_k Н = 0,2 (70) = 14 Н

Примени други Њутнов закон:

ΣF = mA

F_x - в_x - ф_k = ма

40-30-14 = 5 а

-4 = 5 а

a = -4/5 м/с²

Користите формулу GLBB да бисте израчунали удаљеност коју блок пређе пре него што се заустави.

Познато је:

Почетна брзина (v_o) = 4 м/с

Успорење (а) = -4/5 м/с²

Коначна брзина (v_t) = КСНУМКС

Питао/ла: Пређена удаљеност (s)

Одговор:

v_t² = в_o² + 2 осовине

КСНУМКС = КСНУМКС² + 2 (-4/5) с

КСНУМКС = 16 – 8/5 с

16 = 8/5 с

16 (5) = 8 с

80 = 8 с

s = 80/8

s = 10 метара

Тачан одговор је А.

2. Блок се креће из стања мировања низ дугачку нагнуту раван. Први део нагиба је гладак, а следећи део до дна је нераван. Након што се неко време креће по неравном делу, блок се зауставља. У овом случају…

(1) укупан рад на блоку није једнак нули

(2) рад који обавља гравитациона сила има позитивну вредност

(3) рад који изврши гравитациона сила једнак је промени потенцијалне енергије блока

(4) рад који изврши сила трења није једнак нули

Пембахасан

На објекат делују две силе, наиме гравитација и трење.

Када објекат прелази преко глатке нагнуте равни, на њега делује само сила гравитације. Када објекат прелази преко храпаве нагнуте равни, поред силе гравитације, на њега делује и сила трења.

1. Укупан рад на блоку није једнак нули.

Ако је укупан рад једнак нули, онда нема померања. Блок доживљава померање, тако да укупан рад није једнак нули.

Тврдња 1 је тачна

2. Рад који обавља гравитациона сила има позитивну вредност

Рад који обавља гравитациона сила је позитиван јер је смер гравитационе силе (надоле) исти као и смер померања објекта (надоле).

Тврдња 2 је тачна

3. Рад који изврши гравитациона сила једнак је промени гравитационе потенцијалне енергије блока, у овом случају позитиван рад који изврши гравитациона сила узрокује смањење гравитационе потенцијалне енергије блока.

Тврдња 3 је тачна

4. Рад извршен трењем није нула јер објекат доживљава померање и постоји сила трења која делује током померања.

Тврдња 4 је тачна

Кретање по глаткој нагнутој равни

3. Коцка која клизи низ нагнуту раван без трења доживеће константно убрзање.

Себаб

У одсуству трења, убрзање објекта је једнако убрзању гравитације.

Пембахасан

Ако нема трења, коцка клизи надоле са константним убрзањем. У слободном паду, објекат пада са убрзањем g, где је g убрзање гравитације.

У међувремену, на нагнутој равни, објекат клизи надоле са убрзањем gx, где је вредност gx мања од убрзања гравитације. Вредност gx такође зависи од величине угла нагиба.

Извор питања

Питања из физике за SBMPTN