Każdy chce umieć, nie każdy chce się uczyć
  Strona główna    Ruch    Siły    Energia    Prąd   Atom 

Bez znajomości fizyki można dobrze życ, ale co tracimy?

Co wpisać do wyszukiwarki?
zachowanie, pęd, energia, fotoelektryczne, atom, kinematyka, mechanika, dynamika, elektromagnetyzm, optyka, termodynamika, elektryczność

Twoja wyszukiwarka
Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie
Spisy zadań

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

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:



  • badany układ znajduje się w inercjalnym układzie odniesienia (spełniona jest druga zasada dynamiki);

  • ruch odbywa się po torze prostoliniowym;

  • ruch odbywa się w jednorodnym polu grawitacyjnym (w każdym punkcie obszaru takie same co do kierunku, zwrotu i wartości);

  • pomijamy chwilę rozpoczęcia ruchu i sposób uzyskania stałej prędkości (stałego kierunku, zwrotu i wartości);


  • skrzynia i podłoże nie odkształcają się (są idealnie sprężyste – inaczej traktujemy je jak bryły sztywne).

(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:

  • siły zewnętrznej przyłożonej do skrzyni - siła równoległa do podłoża;

  • siły tarcia między skrzynią i podłożem - siła równoległa do podłoża;

  • siły ciężkości (ciężaru skrzyni) – siła prostopadła do podłoża;

  • siły reakcji (sprężystości) podłoża – siła prostopadła do podłoża.


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

W konsekwencji mamy równość wartości sił

  • wartość siły zewnętrznej przyłożonej do skrzyni = wartość siły tarcia między skrzynią a podłożem

    oraz

  • wartość siły ciężkości skrzyni (ciężaru skrzyni) = wartość siły reakcji (sprężystości) podłoża.


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:

  • ten sam kierunek;

  • ten sam zwrot;

  • ta sama wartość.


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

      2013-04-21



    Co wpisać do wyszukiwarki?
    zachowanie, pęd, energia, fotoelektryczne, atom, kinematyka, mechanika, dynamika, elektromagnetyzm, optyka, termodynamika, elektryczność

    Twoja wyszukiwarka

    Pomoc z matematyki

    Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


    Pomoc z historii

    Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?


    kontakt