Ένα μπλοκ 110-N σε κλίση 32 μοιρών κρατείται ακίνητη με τριβή. Ο συντελεστής στατικής τριβής μεταξύ του επιπέδου και του επιπέδου .35. Δύναμη λόγω είναι;
1. Κατανοήστε τις δυνάμεις
* βάρος (w): Η δύναμη της βαρύτητας που ενεργεί στο μπλοκ. Το μέγεθος του είναι 110 N.
* Κανονική δύναμη (n): Η δύναμη που ασκείται από την κλίση στο μπλοκ, κάθετο στην επιφάνεια.
* δύναμη τριβής (f): Η δύναμη που αντιτίθεται στην πιθανή κίνηση του μπλοκ κάτω από την κλίση. Είναι στατική τριβή επειδή το μπλοκ είναι σε κατάσταση ηρεμίας.
* συστατικό του βάρους παράλληλα με την κλίση (w_parallel): Αυτό είναι το συστατικό του βάρους που τραβά το μπλοκ κάτω από την κλίση.
2. Δωρεάν διάγραμμα σώματος
Σχεδιάστε ένα ελεύθερο διάγραμμα σώματος του μπλοκ, που δείχνει όλες τις δυνάμεις που ενεργούν πάνω του. Αυτό θα σας βοηθήσει να απεικονίσετε το πρόβλημα.
3. Υπολογίστε τα συστατικά του βάρους
* w_parallel =w * sin (θ)
* W =110 n
* θ =32 °
* W_parallel =110 n * sin (32 °) ≈ 58,2 n
* w_perpendicular =w * cos (θ)
* W =110 n
* θ =32 °
* W_perpendicular =110 n * cos (32 °) ≈ 93,4 n
4. Προσδιορίστε τη μέγιστη δύναμη στατικής τριβής
* f_max =μ_s * n
* μ_s =0,35 (συντελεστής στατικής τριβής)
* N =w_perpendicular ≈ 93,4 n
* f_max =0.35 * 93.4 n ≈ 32.7 n
5. Συγκρίνετε τις δυνάμεις
* Η δύναμη που τραβάει το μπλοκ κάτω από την κλίση (W_Parallel) είναι 58,2 Ν.
* Η μέγιστη δύναμη στατικής τριβής (F_MAX) είναι 32,7 N.
Δεδομένου ότι η μέγιστη δύναμη στατικής τριβής είναι μικρότερη από το συστατικό του βάρους που τραβούσε το μπλοκ προς τα κάτω, το μπλοκ θα γλιστρήσει κάτω από την κλίση αν δεν υπήρχαν άλλες δυνάμεις που να ενεργούν πάνω του.
6. Δύναμη λόγω τριβής
Επειδή το μπλοκ κρατείται ακίνητο, η δύναμη τριβής είναι ίση με το συστατικό του βάρους παράλληλα με την κλίση:
* f =w_parallel =58.2 n
Επομένως, η δύναμη που οφείλεται στην τριβή που κρατάει το μπλοκ ακίνητο είναι 58,2 n.
