Frottement statique le long des rampes
La figure montre une boîte sur une rampe. Supposons que la boîte contient un nouveau téléviseur à écran plat que vous poussant vers le haut de la rampe et dans votre maison.
Un certain nombre de forces agissent sur la boîte, incluant à la fois la gravité et de la friction, et vous avez besoin de prendre en compte à la fois. Il ya aussi la force exercée sur la boîte que vous poussez vers le haut de la rampe. Alors, comment vous équilibrez toutes les forces ne? Combien de force est nécessaire pour obtenir la boîte de déplacer la rampe dans la maison?
Pour comprendre cela, vous devez calculer les forces le long de la rampe. Il y a la composante de la force gravitationnelle le long de la rampe, qui est
Mais ce qui est la force due au frottement statique le long de la rampe?
Pour constater que, vous utilisez l'équation
Quelle est la force normale, Fn? Vous connaissez déjà la réponse - il est
Cela rend la force due au frottement statique
La force de frottement statique points le long de la rampe, et vous avez calculé la force due à la pesanteur le long de la rampe. Ces deux forces pointer vers le bas de la rampe et doivent être surmontées par la force de poussée sur la rampe. En d'autres termes, Fpousser est
Où
est la force de la pesanteur agissant le long de la rampe, et Fs est la force due au frottement statique. Branchement de ces forces vous donne:
Exemple de question
Supposons que la boîte de la télévision à écran plat a une masse de 1,00 x 102 kg, et la rampe forme un angle de 23 degrés. Quelle est la force nécessaire pour obtenir la boîte déplace jusqu'à la rampe si le coefficient de frottement statique est de 0,20?
La bonne réponse est 563 N.
L'équation à utiliser est
Branchez les numéros: Fpousser = 383 + 180 = 563 N.
Questions pratiques
Vous faites glisser votre petit frère le fauteuil roulant rampe de 25 degrés dans le bureau du médecin.
Si il a une masse de 40,0 kg et le coefficient de frottement statique est de 0,15, combien de force aurez-vous besoin d'appliquer pour obtenir le déplacer?
Supposons que vous avez du mal à obtenir un bloc de 20,0 kg de glace en mouvement jusqu'à une rampe de 40,0 degrés.
Si le coefficient de frottement statique est un faible 0,050, combien de force vous devez appliquer pour surmonter le poids tirant le bloc en bas de la rampe et de frottement statique?
Voici les réponses aux questions pratiques:
220 N
Calculer les forces dont vous avez besoin pour surmonter: La force de la pesanteur est
et la force due au frottement, FF, est
Vous devez trouver la force normale.
L'équation de force normale est
Utilisez la force normale pour calculer la force due au frottement:
La force totale que vous avez à surmonter est
Branchez les numéros:
La réponse finale doit être arrondi à 220 N. (La valeur de g est connu seulement à deux chiffres significatifs (9,8), car il varie dans le troisième chiffre en fonction de l'emplacement sur la Terre.)
130 N
Calculer les forces dont vous avez besoin pour surmonter: La force de la pesanteur est
et la force due au frottement, FF, est
Vous devez trouver la force normale.
L'équation de force normale est
Utilisez la force normale pour calculer la force due au frottement:
La force totale que vous avez à surmonter est
Branchez les numéros:
Notez que la plupart de cette force est due à la composante du poids le long de la rampe. La réponse finale doit être arrondi à 130 N.
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