Frottement sur des surfaces inclinées à des problèmes de physique
Utilisation de la physique, vous pouvez appliquer les lois du mouvement de Newton pour décrire comment le frottement affecte la façon dont les objets se déplacent sur un plan incliné. Diagrammes de corps libres sont également utiles pour décrire les forces qui sont à l'œuvre.
Sommaire
Voici quelques questions pratiques que vous pouvez essayer.
Questions pratiques
Une caisse 5 kg est placée sur une rampe 42 degrés et commence immédiatement à glisser. Jusqu'où va glisser en 4 secondes si la force de frottement est de 30 newtons sur la rampe?
Arrondissez votre réponse au dixième de mètre.
Un bloc avec une vitesse initiale de 1 mètre par seconde glisse 5,8 mètres en bas d'une rampe inclinée à 72 degrés en 1,1 secondes. Quel est le coefficient de frottement entre le bloc et la rampe, arrondi au centième le plus proche?
Réponses
Voici les réponses aux questions pratiques:
4,5 m
Dessinez un diagramme du corps libre pour identifier les forces agissant le long de l'axe du mouvement (la surface de la rampe):
Où FN est la force normale, Fg est la force de gravité (Fg = mamang = mg sur la surface de la Terre), et FF est la force de friction. Les deux forces agissant le long de l'axe de la rampe sont la force de friction et de l'horizontale (ou X) Composante de la force gravitationnelle. En deuxième loi de Newton, la somme de ces forces est égale à la masse de la caisse fois son accélération le long de la rampe.
Utilisez la formule de déplacement pour calculer à quelle distance de la caisse est de sa position de départ après 4 secondes, en gardant à l'esprit que la vitesse initiale est de 0 mètres par seconde:
0,50
Première utiliser les données cinématiques à résoudre pour l'accélération du bloc. Utilisez la formule de déplacement,
où s est le déplacement,
un est l'accélération, et t est la quantité de temps écoulé:
Comme avec la plupart tous les problèmes de la force, commencez par dessiner un diagramme du corps libre:
Où FN est la force normale, Fg est la force de gravité (Fg = mamang = mg sur la surface de la Terre), et FF est la force de friction. Friction pointe vers le haut parce que le bloc glisse vers le bas, et le frottement pointe toujours dans la direction opposée du mouvement. Maintenant, ajoutez les forces dans chaque direction (X et y) Et définir leurs sommes égales aux temps de masse du bloc son accélération le long de cet axe (uny = 0 mètres par seconde au carré parce que le bloc ne pas accélérer par la surface de la rampe ou en elle). Dans le y ou verticale:
Et dans le X ou direction horizontale, où «sur la pente» est considérée comme positive dans cette solution:
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