---------------------
Έστω ένα σώμα μάζας m=5kg που ηρεμεί σε οριζόντιο επίπεδο, με το οποίο εμφανίζει συντελεστή τριβής ολίσθησης μ=0,4 και συντελεστή οριακής στατικής τριβής μs=0,5. Αν g=10m/s2:
i) Ποιο το μέτρο της οριακής στατικής τριβής και ποιο της τριβής ολίσθησης;
ii) Στο σώμα ασκούμε οριζόντια δύναμη F. Να υπολογιστεί η ασκούμενη τριβή, αν το μέτρο της δύναμης είναι:
α) F= 16Ν β) F=20Ν γ) F= 23Ν και δ) F=27Ν.
iii) Το σώμα εκτοξεύεται οριζόντια με αρχική ταχύτητα υ0=3m/s, ενώ ταυτόχρονα ασκείται πάνω του η δύναμη F=20Ν. Τι κίνηση πραγματοποιεί;
Απάντηση:
Στο σχήμα έχουν σχεδιαστεί οι δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα.
i) Στον άξονα y το σώμα ισορροπεί, άρα ΣFy=0 → Ν=Β=mg=50Ν.
Οπότε:
Τολ= μ·Ν= 0,4·50Ν= 20Ν
Ενώ
Τορ=μs·Ν = 0,5·50Ν=25Ν.
ii) α) Όταν η δύναμη έχει μέτρο F=16Ν, δεν είναι ικανή να επιταχύνει το σώμα, το οποίο συνεχίζει να παραμένει ακίνητο:
ΣFx=0 →
F-Τ=0 →
Τ=Τs=F=16Ν.
β) Το ίδιο θα συμβεί και σε κάθε περίπτωση που το μέτρο της δύναμης είναι μικρότερο ή ίσο με την οριακή τριβή. Δηλαδή:
Όταν F= 20Ν → Τ=Τs =20Ν
Όταν F=23Ν → Τ=Τs=23Ν
Όταν όμως το μέτρο της δύναμης ξεπεράσει τα 25 Ν το σώμα κινείται και η τριβή μετατρέπεται σε τριβή ολίσθησης.
Έτσι όταν F=27Ν, τότε:
Τ=Τολ=20Ν.
iii) Το σώμα κινείται, συνεπώς η ασκούμενη τριβή είναι τριβή ολίσθησης με μέτρο Τ=20Ν, άρα η συνισταμένη δύναμη είναι μηδενική και το σώμα κινείται με σταθερή ταχύτητα, εκτελώντας ευθύγραμμη ομαλή κίνηση.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ:
Όταν ασκήσουμε μια δύναμη F=20Ν στο σώμα, τότε και η τριβή έχει μέτρο 20Ν και έχει αντίθετη φορά. Τι τριβή είναι αυτή; Αν το σώμα ήταν ακίνητο, η τριβή είναι στατική και το σώμα συνεχίζει να παραμένει ακίνητο, αφού ΣF=0. Αν το σώμα έχει ταχύτητα, η τριβή είναι τριβή ολίσθησης και το σώμα κινείται με σταθερή ταχύτητα αφού ΣF=0.
Δηλαδή και στις δύο περιπτώσεις το σώμα ισορροπεί, αλλά την μια φορά ηρεμεί, ενώ την άλλη κινείται με σταθερή ταχύτητα.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου