Ένα μπλοκ επιταχύνεται σε 3,2 κάτω από ένα επίπεδο κεκλιμένη γωνία 30 μοίρες. Η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι 9,8. Ποια είναι η στατική τριβή του συντελεστή μεταξύ και του αεροπλάνου;
1. Σχεδιάστε ένα δωρεάν διάγραμμα σώματος
* Σχεδιάστε το μπλοκ στο κεκλιμένο επίπεδο.
* Προσδιορίστε τις δυνάμεις που δρουν στο μπλοκ:
* βάρος (mg): Ενεργεί κάθετα προς τα κάτω.
* Κανονική δύναμη (n): Πράξεις κάθετα στο επίπεδο.
* δύναμη τριβής (f): Ενεργεί παράλληλα με το αεροπλάνο, αντίθετα στην κίνηση.
* συστατικό του βάρους παράλληλα με το επίπεδο (mg sin θ): Αυτό είναι το συστατικό του βάρους που προκαλεί το μπλοκ να γλιστρήσει κάτω από την κλίση.
* συστατικό του βάρους κάθετο στο επίπεδο (mg cos θ): Αυτό το συστατικό εξισορροπείται από την κανονική δύναμη.
2. Εφαρμόστε το δεύτερο νόμο του Νεύτωνα
* άθροισμα δυνάμεων στην κατεύθυνση Χ (παράλληλα με το επίπεδο):
* mg sin θ - f =ma (όπου 'a' είναι η επιτάχυνση κάτω από το επίπεδο)
* άθροισμα δυνάμεων στην κατεύθυνση y (κάθετη προς το επίπεδο):
* N - mg cos θ =0 (δεδομένου ότι το μπλοκ δεν επιταχύνεται κάθετα στο επίπεδο)
3. Σχετικά με την τριβή με την κανονική δύναμη
* Η δύναμη της στατικής τριβής (F) σχετίζεται με την κανονική δύναμη (n) με τον συντελεστή στατικής τριβής (μs):
* f =μs * n
4. Επίλυση για τον συντελεστή στατικής τριβής (μs)
* από την εξίσωση Y-Direction: N =mg cos θ
* Αντικαταστήστε αυτό στην εξίσωση τριβής: f =μs * mg cos θ.
* Αντικαταστήστε την έκφραση για το f στην εξίσωση κατεύθυνσης x: mg sin θ - μs * mg cos θ =ma
* Επίλυση για μs:
* μs * mg cos θ =mg sin θ - ma
* μs =(mg sin θ - ma) / (mg cos θ)
* μs =(sin θ - a / g) / cos θ
5. Συνδέστε τις τιμές και υπολογίστε
* μs =(sin 30 ° - 3,2 m / s2 / 9,8 m / s2) / cos 30 °
* μs ≈ 0,28
Επομένως, ο συντελεστής στατικής τριβής μεταξύ του μπλοκ και του επιπέδου είναι περίπου 0,28.
