O tasanekallutatudkoos hõõrduminepeetakse lihtsaks masinaks, samuti on see üks levinumaid ja igapäevaseid rakendusi Newtoni seadused. See on sirge pind, mis on paigutatud horisontaalse suuna suhtes kaldus nurga alla ja millele asetatakse objekt, mis allub sunnib kaalu ja hõõrdumine, viimast põhjustas survetugevus, tuntud kui normaalne jõud, toimib pinna ja keha vahel.
Käsitletava teema paremaks mõistmiseks vaatame üle kaldtasandi ja kaldtasandi hõõrdejõu ideed. Pärast seda võimaldab hea lahendada harjutusi, mis hõlmavad kaldega lennukeid hõõrdumisega mõista, kuidas tuleks rakendada Newtoni kolme seadust, eriti aluspõhimõtet annab dünaamika.
Vaadake ka: Kuidas lahendada harjutusi Newtoni seaduste kohta - samm-sammult
kaldus lennuk
kaldus lennuk on lihtsat tüüpi masin, mis koosneb horisontaalsuuna suhtes nurga all asetatud pinnast. Sel viisil, kui keha toetatakse sellele pinnale, mõjub kehale selles suunas mõjuv raskusjõud vertikaalsel on nüüd horisontaalne komponent, nii et keha saab libiseda mööda tasapinda, kui seda pole muud tugevus selle järgi tegutsema.
Järgmine joonis näitab olukorda, kus mass m keha toetatakse kaldpinnale nurga θ suhtes x (horisontaalse) suuna suhtes. Pange tähele, et kalde tõttu hakkab raskusjõud (P) esitama P-komponentex ja Py.
Joonist analüüsides on võimalik näha, et Px on vastaskülg (C.O.) nurk θ ja see Pyjärelikult on selle nurga külgnev külg (C.A) sel põhjusel neid komponente saab kirjutada funktsioonide osas siinus ja koosinus, järgmisel viisil:
Järelikult on kallutatud tasapinnaga harjutuste lahendamisel on vaja, et Newtoni teine seadus saab rakendada nii x- kui ka y-suunas. Seetõttu ütleme, et vektori summa jõudude (tuleneva jõu) väärtus x suunas ja y suunas peab olema võrdne korrutise korrutisega pasta x ja y komponentide abil kiirendus:
Oluline on meeles pidada, et kui keha on puhkeasendis või libiseb püsiva kiirusega, siis on selle kiirendus tingimata võrdne 0-ga vastavalt Newtoni 1. seadus, inertsiseadus.
Hõõrdejõud kaldtasandil
Hõõrdejõud (Faastani) tekib siis, kui pindade vahel, mis pole täiesti siledad, tekib see jõud on päritolumikroskoopiline ja on proportsionaalnesurvejõule, mida üks keha teisele avaldab, tuntud kui tavaline tugevus.
Hõõrdejõu arvutamiseks kasutatud valem on näidatud allpool, kontrollige seda:
μ - hõõrdetegur
m - mass (kg)
g - raskusjõud (m / s²)
Eelmisel pildil on ka näidatud, et tugevusnormaalne Ei, vähemalt enamikes harjutustes võrdne kaalu y-komponendiga, see kehtib alati, kui y-suunas toimivad peale jõu ja normaaljõudude pole muid jõude.
On kaks hõõrdejõu juhtumit staatiline hõõrdejõud ja dünaamiline hõõrdejõud. Esimene juhtum kehtib olukorra kohta, kus keha on puhkeasendis, teine on seotud olukorraga, kus keha libiseb kaldus tasapinnal.
Staatilise hõõrdumise jõud on alati proportsionaalne jõuga, mis üritab keha liikuma panna, ja seda mööda see see suureneb samas proportsioonis kui see, kuni keha hakkab tasapinnal libisema kallutatud. Sellisel juhul peame hõõrdejõu arvutamiseks kasutama koefitsientaastalhõõrduminedünaamiline, mille väärtus on alati väiksem kui staatiline hõõrdetegur.
Pidage meeles, et hõõrdejõud toimib alati vastupidises suunas, millest keha libiseb kaldus tasapinnal, ja see mõjutab sellele lahenduse käigus omistatud algebralist märki vastavalt suuna x ja y positiivsele orientatsioonile.
Vaadake ka: Vaba kukkumine - mis see on, näited, valem ja harjutused
Kaldega lennuk hõõrdumisega
Hõõrdkaldega tasapind kõige lihtsamal kujul hõlmab kaalujõu ja hõõrdejõu toimet. Seal on kolmolukordades mida võib sellega seoses arvestada: a kõigepealt, milles keha on staatiline; The Esmaspäev, kui keha libiseb ühtlase kiirusega; ja kolmas, milles keha libiseb kiirendatud viisil.
Juures esimene ja teine juhtum, neto jõud x ja y suunas on null. Mis neid eristab, on tegelikult ainult hõõrdetegur, mis esimesel juhul on staatiline ja teisel juhul dünaamiline. Viimasel juhul kasutatakse dünaamilise hõõrdeteguri koefitsienti, kuid saadud jõud on nullist erinev ja võrdub seetõttu keha massiga, mis on korrutatud kiirendusega.
Praktikas rakendamiseks ja hõõrdumisega kallutatud tasapinna teooria paremaks mõistmiseks on vaja lahendada mõned harjutused?
Vaadake ka: Mehe füüsika olulisemad teemad Enemi jaoks
Kreenitasandil hõõrdumisega lahendatud harjutused
1. küsimus) (UERJ) Puitplokk on maapinna suhtes tasakaalus 45º kallutatud tasapinnal. Tugevus, mida plokk rakendab kaldpinnaga risti, on võrdne 2,0 N-ga. Ploki ja kaldtasandi vahel on hõõrdejõu intensiivsus njuutonites võrdne:
a) 0,7
b) 1,0
c) 1.4
d) 2,0
Mall: täht D
Resolutsioon:
Avalduses öeldakse, et plokk on tasakaalus, see tähendab, et sellest tulenev jõud sellel peaks olema võrdne 0-ga, pealegi on ploki ja kaldtasandi vaheline normaalne jõud võrdne 2,0 N. Selle teabe põhjal palutakse harjutusel arvutada hõõrdejõu intensiivsus.
Kui selles resolutsioonis kasutaksime hõõrdejõu valemit valimatult, mõistaksime, et mõnda teavet ei teavitatud avalduse, näiteks staatilise hõõrdeteguri järgi, teeksime lisaks vea, kuna see valem võimaldaks arvutame staatilise hõõrdejõu maksimaalse väärtuse, mitte staatilise hõõrdejõu, mida tingimata rakendatakse plokk.
Seetõttu on õppuse lahendamiseks vaja mõista, et kui plokk on peatatud, jõuid x-suunas, see, mis on paralleelne kaldtasandiga, tühistatakse x-suuna kaalukomponent (Px) ja sellele komponendile vastupidise hõõrdejõu moodulid on võrdsed, kontrollige:
Olles kaalunud suundade x ja y vektorite summat, hakkasime lahendama punasega saadud väljendeid, jälgige:
Eelmises arvutuses saime teada, milline oli keha kaal P, lähtudes siis jõu võrdsusest. hõõrdumise ja Px arvutame selle jõu väärtuse, mis on võrdne 2,0 N-ga, seega on õige alternatiiv täht D.
Küsimus 2) (PUC-RJ) Plokk libiseb puhkusest alla kaldtasandile, mis muudab horisontaaliga 45 ° nurga. Teades, et sügisel on ploki kiirendus 5,0 m / s² ja arvestades, et g = 10 m / s², võime öelda, et kineetilise hõõrdetegur ploki ja tasapinna vahel on järgmine:
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
e) 0,5
Mall:
Resolutsioon:
Harjutuse lahendamiseks peame rakendama Newtoni 2. seadust x ja y suunas. Alustame selle tegemisega x-suuna jaoks, seega peame meeles pidama, et selles suunas olev netojõud peab olema võrdne massi ja kiirenduse korrutisega:
Pärast P asendamistx ja Faastani, lihtsustame kohalolevaid inimesi kõigis tingimustes, seejärel korraldame need tingimused ümber nii, et eraldati hõõrdetegur, seejärel asendasime saadud valemi väärtused ja rakendasime The jaotav vara viimases etapis hõõrdeteguri väärtuseks võrdne väärtus 0,3, seega on õige alternatiiv täht c.
Autor Rafael Hellerbrock
Füüsikaõpetaja
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado-com-atrito.htm
