O plakansnolieciesar berzetiek uzskatīta par vienkāršu mašīnu, kā arī ir viena no visizplatītākajām un ikdienas lietojumprogrammām Ņūtona likumi. Tā ir taisna virsma, kas izvietota slīpā leņķī attiecībā pret horizontālo virzienu, uz kuras ir novietots objekts, kas pakļauts piespiež svaru un berzi, pēdējo rada saspiešanas spēks, kas pazīstams kā normāls spēks, darbojas starp virsmu un ķermeni.
Lai labāk izprastu izskatāmo tēmu, pārskatīsim slīpās plaknes un slīpās plaknes berzes spēka idejas. Pēc tam vingrinājumu risināšana, kas ietver slīpas plaknes ar berzi, ļaus sasniegt labu izpratne par to, kā jāpiemēro trīs Ņūtona likumi, jo īpaši pamatprincips dod dinamika.
Skatīt arī: Kā atrisināt vingrinājumus par Ņūtona likumiem - soli pa solim
slīpa plakne
slīpa plakne ir vienkāršas mašīnas tips, kas sastāv no virsmas, kas sakārtota leņķī pret horizontālo virzienu. Tādā veidā, kad ķermenis tiek atbalstīts uz šīs virsmas, svara spēks, kas iedarbojas uz ķermeni virzienā vertikālai tagad ir horizontāla sastāvdaļa, lai ķermenis varētu slīdēt pa plakni, ja tāda nav cits spēks rīkoties pēc tā.
Nākamajā attēlā parādīta situācija, kad m masas ķermenis tiek atbalstīts uz slīpas plaknes leņķī θ attiecībā pret x (horizontālo) virzienu. Ņemiet vērā, ka slīpuma dēļ svara spēks (P) sāk attēlot P komponentusx un Py.
Analizējot skaitli, ir iespējams redzēt, ka Px ir pretējā puse (C.O.) leņķis θ un ka Py, līdz ar to ir blakus esošā puse (C.A) šim leņķim, šī iemesla dēļ šos komponentus var uzrakstīt funkciju izteiksmē sinusa un kosinusa, šādā veidā:
Līdz ar to, risinot vingrinājumus, kas saistīti ar slīpu plakni, ir nepieciešams, lai Ņūtona 2. likums jāpielieto gan x, gan y virzienā. Tāpēc mēs sakām, ka vektoru summa spēku (no tā izrietošā spēka) x virzienā un y virzienā jābūt vienādam ar reizinājumu makaroni ar x un y komponentiem paātrinājums:
Ir svarīgi atcerēties, ka, ja ķermenis ir miera stāvoklī vai joprojām slīd ar nemainīgu ātrumu, tad tā paātrinājums obligāti būs vienāds ar 0, saskaņā ar Ņūtona 1. likums, inerces likums.
Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vairāk;)
Berzes spēks slīpajā plaknē
Berzes spēks (Flīdz) rodas, ja ir saskare starp virsmām, kas nav pilnīgi gludas, šis spēks ir izcelsmemikroskopisks un ir proporcionālssaspiešanas spēkam, ko viens ķermenis iedarbojas uz otru, kas pazīstams kā normāls stiprums.
Formula, ko izmanto berzes spēka aprēķināšanai, ir parādīta zemāk, pārbaudiet to:
μ - berzes koeficients
m - masa (kg)
g - smagums (m / s²)
Iepriekšējā attēlā ir parādīts arī tas, ka spēksnormāli Nē, vismaz lielākajā daļā vingrinājumu, vienāds ar svara y komponentu, tas ir taisnība ikreiz, kad y virzienā darbojas citi spēki, izņemot svaru un normālos spēkus.
Ir divi berzes spēka gadījumi - statiskais berzes spēks un dinamisks berzes spēks. Pirmais gadījums attiecas uz situāciju, kurā ķermenis ir miera stāvoklī, otrais ir saistīts ar situāciju, kad ķermenis slīd pa slīpo plakni.
Statiskās berzes spēks vienmēr ir proporcionāls spēkam, kas mēģina likt ķermenim kustēties un šis, šis palielinās tādā pašā proporcijā kā tas, līdz ķermenis sāk slīdēt pa plakni noliecies. Šajā gadījumā, lai aprēķinātu berzes spēku, mums jāizmanto koeficientsiekšāberzedinamisks, kurai vienmēr ir zemāka vērtība nekā statiskais berzes koeficients.
Atcerieties, ka berzes spēks vienmēr darbojas pretējā virzienā, no kura ķermenis slīd pa slīpo plakni, un tas ietekmē algebras zīmi, kas tai piešķirta risināšanas laikā atbilstoši x un y virzienu pozitīvajai orientācijai.
Skatīt arī: Brīvais kritiens - kas tas ir, piemēri, formula un vingrinājumi
Slīpa plakne ar berzi
Berzes slīpā plakne vienkāršākajā formā ietver svara spēka un berzes spēka darbību. Tur ir trīssituācijās ko šajā sakarā var apsvērt: a vispirms, kurā ķermenis ir statisks; The Pirmdiena, kad ķermenis slīd ar nemainīgu ātrumu; un treškārt, kurā ķermenis paātrināti slīd.
Pie pirmais un otrais gadījums, tīrais spēks x un y virzienos ir nulle. Tas, kas viņus atšķir, faktiski ir tikai berzes koeficients, kas pirmajā gadījumā ir statisks, bet otrajā - dinamisks. Pēdējā gadījumā tiek izmantots dinamiskās berzes koeficients, tomēr iegūtais spēks nav nulle un līdz ar to ir vienāds ar ķermeņa masu, kas reizināta ar paātrinājumu.
Lai praksē un labāk saprastu slīpās plaknes teoriju ar berzi, ir jāatrisina daži vingrinājumi, vai ne?
Skatīt arī: Svarīgākās mehāniskās fizikas tēmas Enem
Vingrinājumi, kas atrisināti slīpā plaknē ar berzi
1. jautājums) (UERJ) Koka bloks ir līdzsvarots 45 ° slīpā plaknē attiecībā pret zemi. Spēka intensitāte, ko bloks izdara perpendikulāri slīpajai plaknei, ir vienāda ar 2,0 N. Starp bloku un slīpo plakni berzes spēka intensitāte ņūtonos ir vienāda ar:
a) 0,7
b) 1,0
c) 1.4
d) 2.0
Veidne: D burts
Izšķirtspēja:
Paziņojumā teikts, ka bloks ir līdzsvarā, tas nozīmē, ka iegūtais spēks uz tā jābūt vienādam ar 0, turklāt normālais spēks starp bloku un slīpo plakni ir vienāds ar 2,0 N. Pamatojoties uz šo informāciju, vingrinājumā mums tiek prasīts aprēķināt berzes spēka intensitāti.
Ja šajā rezolūcijā mēs berzes spēka formulu izmantotu bez izšķirības, mēs saprastu, ka daži dati nav informēti ar apgalvojumu, piemēram, statiskās berzes koeficientu, turklāt mēs kļūdītos, jo šī formula ļautu mēs aprēķinām statiskā berzes spēka maksimālo vērtību, nevis statisko berzes spēku, kas obligāti tiek iedarbināts bloks.
Tāpēc, lai atrisinātu vingrinājumu, ir jāapzinās, ka pēc bloka apturēšanas spēki x virzienā, kas ir paralēls slīpajai plaknei, atceļ svara komponentu x virzienā (Px) un berzes spēkam, kas ir pretējs šim komponentam, ir vienādi moduļi, pārbaudiet:
Apsvēruši x un y virzienu vektoru summu, mēs sākām atrisināt sarkanajā krāsā iegūtās izteiksmes, novērojiet:
Iepriekšējā aprēķinā mēs noskaidrojām, kāds bija ķermeņa svars P, pēc tam pamatojoties uz spēka vienlīdzību. berzes un Px, mēs aprēķinām šī spēka vērtību, kas ir vienāda ar 2,0 N, tāpēc pareizā alternatīva ir burts D.
2. jautājums) (SPRK-RJ) Bloks no atpūtas slīd pa slīpu plakni, kas veido 45 ° leņķi ar horizontāli. Zinot, ka kritiena laikā bloka paātrinājums ir 5,0 m / s² un ņemot vērā g = 10 m / s², mēs varam teikt, ka kinētiskās berzes koeficients starp bloku un plakni ir:
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
e) 0,5
Veidne:
Izšķirtspēja:
Lai atrisinātu vingrinājumu, mums jāpiemēro Ņūtona 2. likums x un y virzienā. Sāksim to darīt ar x virzienu, tāpēc mums jāatceras, ka tīrajam spēkam šajā virzienā jābūt vienādam ar masu un paātrinājumu:
Pēc P nomaiņasx un Flīdz, mēs vienkāršojam klātesošās masas visos terminos, pēc tam mēs tos sakārtojam tā, lai tika izdalīts berzes koeficients, pēc tam mēs aizstājām vērtības iegūtajā formulā un pielietojām The sadales īpašums pēdējā posmā iegūstot berzes koeficientam vērtību, kas vienāda ar 0,3, tāpēc pareizā alternatīva ir burts c.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs
