44. Ruch z tarciem -zadanie

Zadanie - ruch z tarciem

Tocząca się kulka o masie m=200 g uderzyła w drewniany klocek i przesunęła go po poziomym torze na odległość s=30 cm. Siła tarcia klocka o podłoże wynosi F_T=3 N.

Jaka była prędkość v kuli w chwili uderzenia o klocek?

Rozwiązanie zadania

Rozwiązywanie zadań z fizyki a świat realny

Zadania na tarcie (podobnie jak inne zadania z fizyki) muszą być upraszczane - wprowadzamy idealizacje - tworzymy modele

Zjawisko tarcia opisane jest prawami doświadczalnymi - przybliżonymi.

Rzeczywiste warunki często odbiegają od sytuacji opisanych w zadaniach i od sytuacji badanych w laboratorium.

Na ogól nie ma możliwości (i potrzeby) badania wszelkich możliwych sytuacji występowania tarcia.

Mikroskopowy opis zjawiska tarcia jest bardzo złożony i nie do końca poznany.

Mimo, że źródłem sił tarcia są siły elektryczne, to próba wyjaśnienia zjawiska tarcia za pomocą tych sił jest bardzo złożona.

W zadaniach pomijamy też często inne efekty towarzyszące podstawowemu zjawisku. Procedura ta to idealizacja, tworzenie sytuacji wymyślonej, ale bardzo ułatwiającej rozwiązanie problemu.

Podobnie postępuje się przy rozwiązywaniu problemów technicznych. Dlatego też, pozornie, technika wydaje się często odległa od fizyki.

Fizyka może i musi idealizować badane (doświadczalnie i teoretycznie) sytuacje. Technika przez (często setki) lata dopracowała się własnych metod uwzględniania zjawisk towarzyszących, dla fizyki często ubocznych w danym zagadnieniu

Zadanie - ruch pod wpływem siły tarcia

Tocząca się kulka o masie m=200 g uderzyła w drewniany klocek i przesunęła go po poziomym torze na odległość s=30 cm.
Siła tarcia klocka o podłoże wynosi F_T=3 N.

Jaka była prędkość v kuli w chwili uderzenia o klocek?

Rozwiązanie zadania

Założenia - uproszczenia

siła tarcia klocka o podłoże jest stała F_T=const,

początkowa energia kinetyczna E_kin ciała została "zużyta" na pokonanie siły tarcia

Siła tarcia "zabiera" energię.

Rozwiązanie zadania
Ruch z tarciem - zadanie i rozwiązanie

Powrót na początek strony

Zadanie

Samochód jadący ze stałą prędkością w czasie czasu t zużył k litrów benzyny.

Znane jest ciepło spalania benzyny c.

Z jaką średnią mocą P pracował silnik samochodu, jeśli jego sprawność wynosiła η (eta)?

Rozwiązanie takiego zadania znajduje się tu

455. Średnia moc silnika samochodu

Jak obliczyć średnią siłę oporów ruchu w tych samych warunkach?

Rozwiązanie takiego zadania znajdziesz tu

456. Ruch jednostajny samochodu - siła oporów ruchu

Teraz pewna anegdota – a właściwie przypadek, tzw. case.

W pewnej pracowni informatycznej od pewnego czasu zaczęły samoistnie restartować komputery.

Co spowodowało tę niecodzienną przygodę?
Okazało się, że komputerom było za gorąco.
Owszem, wszystkie miały sprawne wentylatory. Ponadto w pomieszczeniu działała wentylacja.

Co więc było przyczyną bezpośrednią?
Po dokładnych oględzinach opiekun sali doszedł do wniosku, że wentylatory musiały mieszać coraz gorętsze powietrze.

Dlaczego?
Komputery (jednostki centralne) umieszczone były w stołach ustawionych przy ścianach i stosunkowo szczelnie zabudowane. Wentylatory mogły tylko mieszać coraz cieplejsze powietrze.

Obudowy wykonane z płyt MDF są świetnym izolatorem cieplnym. Zatrzymywały więc przepływ ciepła i same się grzały.

Co to ma wspólnego z fizyką?

Co to ma wspólnego z dynamiką?

Co to ma wspólnego z kinematyką ruchu prostoliniowego?

Przecież o tym jak umieścić komputery każdy informatyk wie!
Tyle, że opisana historyjka nie jest zmyślona. To fakt przedstawiony przez jednego z użytkowników tej pracowni.

Badanie zestawu komputerowego za pomocą zmysłów (bez myślenia o przekazywanych treściach) przez przeciętnego człowieka wykażą, że komputer to maszyna, która:

– wydziela światło;

– wydziela ciepło;

– wydziela dźwięk.

Skąd się to bierze i jakie są tych zjawisk skutki?
I tu kryje się nie tylko potoczna wiedza informatyczna ale też i fizyka.

Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.

Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania

Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń

Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki

Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?