Strona na telefon

420. Dynamika ruchu ciała w obecności siły tarcia

Zadanie


Ciągnik przesuwa skrzynię o masie m na odległość s po poziomej drodze.
Współczynnik tarcia kinetycznego między skrzynią a podłożem wynosi f.

Obliczyć poziomą zewnętrzną siłę przyłożoną do skrzyni poruszającej się ruchem jednostajnym.

Mechanika jest podstawą do całej konstrukcji fizyki.

Mechanika zajmuje się ruchem ciał, przyczynami zmian ruchu i energią związaną z ruchem oraz warunkami równowagi ciał.

Mechanika jest uniwersalną metodą rozwiązywania zagadnień ruchu niezależnie od rodzaju pól, w których ciała się znajdują.

Zadanie - dynamika ruchu ciała w obecności tarcia



Ciągnik przesuwa skrzynię o masie m na odległość s po poziomej drodze.
Współczynnik tarcia kinetycznego między skrzynią a podłożem wynosi f.

Obliczyć poziomą zewnętrzną siłę przyłożoną do skrzyni poruszającej się ruchem jednostajnym.

Zakładamy, że:



(55kB) Ruch jednostajny ciała z udziałem siły tarcia

Zakładamy ponadto, że znajdujemy się w układzie inercjalnym, czyli spełniona jest pierwsza zasada dynamiki Newtona.

W układzie inercjalnym słuszna jest druga zasada dynamiki Newtona.

Wykorzystamy II zasadę dynamiki


a= F / m gdzie F - jest siłą wypadkową.

W ruchu prostoliniowym, w którym wartość prędkości jest stała, czyli dla v=const
jest a=0 (przyspieszenie równe zero)
co oznacza, że F=0 (siła wypadkowa też jest równa zero).
Siła wypadkowa jest sumą sił:


Suma tych czterech sił jest równa zero – założyliśmy ruch prostoliniowy jednostajny.

W konsekwencji mamy równość wartości sił


Siła tarcia między skrzynią i podłożem równa jest iloczynowi siły nacisku i współczynnika tarcia

FT =FN f=f FN

Dla poziomej powierzchni wartość siły nacisku ciała na podłoże ma wartość ciężaru tego ciała

FN =m g

czyli FT =f FN =f m g

a więc FZ =FT =f m g



Siła – miara oddziaływania ciał.

Pole grawitacyjne – obszar przestrzeni, w którym występują oddziaływania grawitacyjne.

Siła tarcia kinetycznego – siła powstającą, gdy dwa stykające się ciała poruszają się względem siebie.

Współczynnik tarcia kinetycznego – stała charakteryzująca dwie stykające, ślizgające się po sobie powierzchnie ciał.

Pole grawitacyjne jednorodne – pole grawitacyjne, dla którego wektor natężenia pola jest w całym obszarze taki sam:


Wektor prędkości – prędkość jest wielkością wektorową (ma określony kierunek, zwrot i wartość).

Zasady dynamiki Newtona



  • I zasada definiuje układy inercjalne (postuluje ich istnienie);


  • II zasada określa jaki ruch wykonuje ciało pod wpływem wypadkowej siły (zmienny lub stały);

  • III zasada mówi, że oddziaływania ciał są wzajemne (dla istnienia siły potrzebne są dwa ciała).

  • Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

    Budowa atomu - Ile jest elektronów, nukleonów, protonów w atomie konkretnego pierwiastka?

    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.

    Rozwiązane zadania z kinematyki

    Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

    Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

    Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

    Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

    Rozwiązanie

    Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

    Z miasta A do B samochód przemieszczał się ze średnią szybkością v1=80 km/h. Drogę powrotną przebył z szybkością średnią v2=50 km/h. Jaka była średnia szybkość samochodu w czasie całej jazdy (czasu postoju nie wliczamy)?

    Dwa kilogramy wody o temperaturze 10 stopni Celsjusza ogrzano do temperatury wrzenia w czajniku elektrycznym w ciągu 15 minut. Oporność R grzałki czajnika równa jest 25 omów. Jakim napięciem U zasilany był czajnik? Straty energii pomijamy. Ciepło właściwe wody c równe jest 4200 dżuli na kilogram i stopień Celsjusza. Rozwiązanie zadania

    Pomoc z matematyki

    Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


    Pomoc z historii

    Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?