摩擦力問題範例

摩擦力問題的 6 個範例

1. 質量為 1 kg 的物塊靜止在粗糙的水平面上。靜摩擦係數為 0,4，重力加速度為 10 m/s²。²求 (a) 靜摩擦力的大小 (b) 使滑塊開始運動的最小拉力 F！
彭巴哈桑
已知 :
問 :
（a）靜摩擦力的大小 （b）最小拉力的大小（F）
Jawab :
（A） 靜摩擦力的大小（f）_s)
（b）在 最小拉力（F）
如果一個物體受到力 F 的拉力，但物體仍然靜止，則作用在物體上的是靜摩擦力。如果物體受到力 F 的拉力，且物體已經開始運動，則作用在物體上的是動摩擦力。靜摩擦力會阻礙物體的運動，如圖所示，靜摩擦力的方向與拉力 F 的方向相反。當拉力 F 與靜摩擦力大小相等時，物體將開始移動（物體保持靜止）。當拉力大於靜摩擦力時，物體開始運動。
因此，使滑塊開始移動所需的最小拉力（F）為 4 牛頓。

2. 質量為 1 kg 的物塊放置在粗糙的平面上，受到力 F 的拉動，物塊沿直線勻速運動。已知動摩擦因數為 0,1，求拉力 F 的大小。 （g = 10 m/s²）²)  
彭巴哈桑
已知 :
問 ： F
Jawab :
沿直線等速運動的物體 = 勻速運動的物體 = 無加速度運動的物體。牛頓第一定律指出，如果作用在物體上的合力為零，則物體處於靜止狀態或勻速運動狀態。
滑塊以恆定速度運動，因此作用在滑塊上的合力為零。為了使合力為零，除了向右的拉力 F 之外，還必須存在一個大小與 F 相同但方向向左的力。這個力就是動摩擦力，也就是物體運動時作用在滑塊上的動摩擦力。數學表達式為：
由於物體沿直線以恆定速率運動，因此拉力 F 的大小為 f_s = 1 牛頓

3. 質量為 1 kg 的箱子沿著粗糙斜面以恆定速度下滑。求動摩擦係數…（g = 10 m/s²）²)
彭巴哈桑

標題 ：
w = 重力，w_x = 重力沿斜面方向的分量，w_y = 重力垂直於斜面的分量，N = 正壓力，f_k = 動摩擦力。

Jawab :
箱子以恆定速度下滑，因此合力為 0。箱子在斜面上運動，斜面上存在一個力 w。_x 和 f_k這兩個力大小相等，方向相反，因此合力為0。

[英文：靜摩擦力與動摩擦力－問題與解答]

4. 若物體的質量為 4 kg，則傾角為 30°。^o 重力加速度為 10 公尺/秒² ^{- 2} 物體仍會滑動。物體與斜面之間的最大摩擦係數為…
彭巴哈桑
已知：
m = 4 kg，g = 10 m/s²
Q：最大摩擦係數是多少？
回答 ：
靜摩擦係數大於動摩擦係數，因此最大摩擦係數指的是最大靜摩擦係數。
物體不會沿著垂直方向移動：
替換 f_s 在方程式 1 中，f_s 在公式 2 中。
5. 如果將物體放在粗糙的表面上，然後用力拉動，就會產生一個稱為摩擦力的反作用力。摩擦力的大小取決於…
A.摩擦面的粗糙度
B. 法向力的大小
C.摩擦表面的粗糙度和法向力的大小
D. 被拉物體的質量
E. 吸引物體的力的大小
彭巴哈桑
靜摩擦力作用於物體被拉動但尚未移動時；動摩擦力作用於物體移動時。
如果物體位於平面上，則 N = w = mg
如果物體位於斜面上，則 N = w_y = w cos theta（參見例 1）
描述：f_s = 靜摩擦力，f_k = 動摩擦力，N = 正壓力，w = 重力，= 物體質量，g = 重力加速度。
如果問題涉及粗糙的平面，則摩擦力的大小取決於表面粗糙度（摩擦係數）和正壓力（N）。
正確答案是C。

6. 物體在斜面上運動時所受摩擦力的大小取決於…
A. 物體的重量和物體的速度
B. 平面與水平面的傾斜角度以及物體的速度
C. 物體的法向力和表面粗糙度
D. 物體的重量和平面與水平面的傾角
E. 平面表面粗糙度與物體速度
彭巴哈桑
斜面上最大靜摩擦力的計算公式：
正確答案是C。
摩擦係數僅取決於與水平面的傾斜角（θ）。