O fladvippetmed friktionbetragtes som en simpel maskine, såvel som at være en af de mest almindelige og daglige anvendelser af Newtons love. Det er en lige overflade, arrangeret i en skrå vinkel i forhold til den vandrette retning, hvorpå en genstand er placeret, der er genstand for styrker vægten og friktion, sidstnævnte produceret af kompressionskraften, kendt som normal kraftvirker mellem overfladen og kroppen.
For en bedre forståelse af det aktuelle emne, lad os gennemgå ideerne om skråplan og friktionskraft for skråplan. Derefter vil løsning af øvelser, der involverer skråplan med friktion, muliggøre en vare forståelse af, hvordan Newtons tre love skal anvendes, især det grundlæggende princip giver dynamik.
Se også: Sådan løses øvelser på Newtons love - trin for trin
skråplan
skråplan er en type simpel maskine, der består af en overflade arrangeret i en vinkel i den vandrette retning. På denne måde, når et legeme understøttes på denne overflade, virker vægtkraften, der virker på kroppen i retningen lodret har nu en vandret komponent, så kroppen kan glide langs planet, hvis ingen Andet styrke handle efter det.
Den følgende figur viser en situation, hvor et legeme med masse m understøttes på et skråt plan i en vinkel θ i forhold til x (vandret) retning. Bemærk, at på grund af hældningen begynder vægtkraften (P) at præsentere P-komponenternex og Py.
Ved at analysere figuren er det muligt at se, at Px er den modsatte side (C.O.) af vinkel θ og at Pyer følgelig den tilstødende side (C.A) til denne vinkel af denne grund, disse komponenter kan skrives i form af funktionerne sinus og cosinuspå følgende måde:
Derfor, når man løser øvelser, der involverer et skråt plan, det er nødvendigt, at Newtons 2. lov anvendes i både x- og y-retningen. For det siger vi, at vektor sum af kræfterne (den resulterende kraft) i x-retningen og i y-retningen skal være lig med produktet af pasta ved x- og y-komponenterne i acceleration:
Det er vigtigt at huske, at hvis kroppen er i ro eller stadig glider med en konstant hastighed, vil dens acceleration nødvendigvis være lig med 0 ifølge Newtons 1. lov, inertiloven.
Friktionskraft på det skrå plan
Friktionskraften (Fså længe) opstår, når der er kontakt mellem overflader, der ikke er helt glatte, denne kraft har oprindelsemikroskopisk og er proportionaltil kompressionskraften, som den ene krop udøver på den anden, kendt som normal styrke.
Formlen, der bruges til at beregne friktionskraften, vises nedenfor, tjek den:
μ - friktionskoefficient
m - masse (kg)
g - tyngdekraft (m / s²)
I det forrige billede vises det også, at styrkenormal Nej, i det mindste i de fleste øvelser, lig med y-komponenten i vægten, dette er sandt, når der ikke er andre kræfter end vægten og de normale kræfter, der virker i y-retningen.
Der er to tilfælde af friktionskraft, den statisk friktionskraft og dynamisk friktionskraft. Det første tilfælde gælder for den situation, hvor kroppen er i ro, det andet er relateret til den situation, hvor kroppen glider på det skrå plan.
Kraften ved statisk friktion er altid proportional med kraften, der forsøger at sætte kroppen i bevægelse og ved denne, denne stiger i samme forhold som den, indtil kroppen begynder at glide på flyet vippet. I dette tilfælde skal vi bruge den for at beregne friktionskraften koefficientifriktiondynamisk, som altid har en lavere værdi end statisk friktionskoefficient.
Husk, at friktionskraften virker altid i den modsatte retning, hvorfra kroppen glider på det skrå plan, og dette påvirker det algebraiske tegn, der er tildelt det under løsning i henhold til den positive orientering af x- og y-retningen.
Se også: Frit fald - hvad er det, eksempler, formel og øvelser
Skråt plan med friktion
Friktionshældningsplanet i sin enkleste form, involverer virkningen af vægtkraft og friktionskraft. Der er tresituationer der kan overvejes i denne henseende: a først, hvor kroppen er statisk; Det Mandag, når kroppen glider med konstant hastighed; og tredje, hvor kroppen glider på en accelereret måde.
Ved første og anden sag, nettokraften i x- og y-retningen er nul. Hvad der adskiller dem, er faktisk kun friktionskoefficienten, som i det første tilfælde er statisk og i det andet er dynamisk. I det sidste tilfælde anvendes koefficienten for dynamisk friktion, men den resulterende kraft er ikke-nul og er derfor lig med kroppens masse ganget med accelerationen.
For at omsætte og bedre forstå teorien om det skråplan med friktion er det nødvendigt at løse nogle øvelser, skal vi?
Se også: De vigtigste emner inden for mekanisk fysik for Enem
Øvelser løst på et skråt plan med friktion
Spørgsmål 1) (UERJ) En træblok afbalanceres på et skråt plan på 45 ° i forhold til jorden. Intensiteten af den kraft, som blokken udøver vinkelret på det skråplan, er lig med 2,0 N. Mellem blokken og det skrå plan er intensiteten af friktionskraften i newton lig med:
a) 0,7
b) 1.0
c) 1.4
d) 2,0
Skabelon: bogstav D
Løsning:
Erklæringen siger, at blokken er i ligevægt, det betyder, at den resulterende kraft på det skal være lig med 0, desuden er den normale kraft mellem blokken og det skrå plan lig med 2,0 N. Baseret på disse oplysninger beder øvelsen os om at beregne friktionskraftens intensitet.
Hvis vi i denne beslutning brugte friktionskraftformlen uden forskel, ville vi indse, at nogle data ikke blev informeret ved udsagnet, som f.eks. koefficienten for statisk friktion, vil vi desuden begå en fejl, da denne formel tillader vi beregner den maksimale værdi af den statiske friktionskraft og ikke den statiske friktionskraft, der nødvendigvis udøves på blokken.
For at løse øvelsen er det derfor nødvendigt at indse, at kræfterne, når blokken er stoppet i x-retningen, den, der er parallel med det skrå plan, annullerer derfor vægtkomponenten i x-retningen (Sx) og friktionskraften, som er modsat denne komponent, har lige moduler, kontroller:
Efter at have overvejet vektorsummen af x- og y-retningen begyndte vi at løse de udtryk, der blev opnået i den røde farve, og observer:
I den forrige beregning fandt vi ud af kroppens vægt P, derefter baseret på lighed mellem kraften. af friktion og Px beregner vi værdien af denne kraft, som er lig med 2,0 N, så det rigtige alternativ er bogstavet D.
Spørgsmål 2) (PUC-RJ) En blok glider fra hvile ned ad et skråt plan, der udgør en vinkel på 45 ° med vandret. Når vi ved, at blokens acceleration i løbet af efteråret er 5,0 m / s² og i betragtning af g = 10 m / s², kan vi sige, at kinetisk friktionskoefficient mellem blokken og planet er:
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
e) 0,5
Skabelon:
Løsning:
For at løse øvelsen skal vi anvende Newtons 2. lov i x- og y-retningen. Lad os starte med at gøre dette for x-retningen, så vi skal huske, at nettokraften i denne retning skal være lig med massen gange accelerationen:
Efter udskiftning af Px og Fså længe, vi forenkler de tilstedeværende masser i alle termer, så omorganiserer vi disse termer, så friktionskoefficient blev isoleret, så vi erstattede værdierne i den opnåede formel og anvendte Det distribuerende ejendom i det sidste trin, opnåelse af en værdi lig med 0,3 for friktionskoefficienten, er det korrekte alternativ derfor bogstavet c.
Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado-com-atrito.htm
