8. Cegła o masie 5 kg spoczywa na poziomej powierzchni. Współczynnik tarcia statycznego pomiędzy cegłą a powierzchnią wynosi 0,6 a tarcia dynamicznego 0,2. Jaka jest minimalna pozioma siła konieczna do rozpoczęcia ruchu cegty, jaka jest minimalna siły by cegła poruszała się ruchem jednostajnym?
ODPOWIEDZI
ODPOWIEDZI
Odpowiedź:
Aby obliczyć minimalną siłę konieczną do rozpoczęcia ruchu cegły, musimy równoważyć siłę tarcia statycznego. Siła ta wynosi:
Ft = μs * N
gdzie:
Ft - siła tarcia statycznego
μs - współczynnik tarcia statycznego
N - siła nacisku (wypadkowa siła działająca na cegłę prostopadle do powierzchni)
Nacisk na cegłę wynosi:
N = m * g
gdzie:
m - masa cegły
g - przyspieszenie ziemskie (ok. 9.81 m/s^2)
N = 5 kg * 9.81 m/s^2 = 49.05 N
Minimalna siła konieczna do rozpoczęcia ruchu cegły jest równa sile tarcia statycznego. Wstawiając wartości do wzoru, otrzymujemy:
Ft = μs * N = 0.6 * 49.05 N = 29.43 N
Aby utrzymać cegłę w ruchu jednostajnym, musimy równoważyć siłę tarcia dynamicznego. Siła ta wynosi:
Fd = μd * N
gdzie:
Fd - siła tarcia dynamicznego
μd - współczynnik tarcia dynamicznego (w naszym przypadku wynosi 0.2)
N - siła nacisku
Minimalna siła konieczna do utrzymania cegły w ruchu jednostajnym jest równa sile tarcia dynamicznego. Wstawiając wartości do wzoru, otrzymujemy:
Fd = μd * N = 0.2 * 49.05 N = 9.81 N
Zatem minimalna siła konieczna do rozpoczęcia ruchu cegły wynosi 29.43 N, a minimalna siła konieczna do utrzymania cegły w ruchu jednostajnym wynosi 9.81 N.
Wyjaśnienie: