یک جسم به جرم 2 کیلوگرم روی صفحه افقی قرار دارد
یک جسم به جرم 2 کیلوگرم روی صفحه افقی قرار دارد. اگر ضریب اصطکاک بین جسم و صفحه 0.5 باشد و نیرویی به مقدار 20 نیوتن به سمت راست بر روی جسم اعمال شود، چقدر استفاده از نیروی خارجی برای حرکت جسم لازم است؟
٢ پاسخ
ضریب اصطکاک را در نیروی تکیه‌گاه جسم(mg = 2 * 10) ضرب می‌کنیم: 0.5 ضربدر 20 می‌شود 10 نیوتن.
یعنی مقاومت این جسم در برابر حرکت 10 نیوتن است و به محض اینکه نیروی خارجی از 0 نیوتن شروع کند و آرام آرام به 10 نیوتن برسد، جسم شروع به حرکت می‌کند و شتاب می‌گیرد.
بنابراین نیروی 20 نیوتنی به راحتی این جسم را از جا می‌کَنَد و در لحظه اول حرکت، شتابی برابر 20 منهای 10، تقسیم بر وزن جسم به آن می‌دهد. رفته‌رفته هم از شتاب جسم کم می‌شود.
- برای حل این مسئله، ابتدا باید نیروی اصطکاک را محاسبه کنیم:
نیروی اصطکاک = ضریب اصطکاک × نیروی عمودی
-نیروی عمودی در این حالت برابر با وزن جسم است:
نیروی عمودی = جرم × شتاب جاذبه
شتاب جاذبه تقریباً 10 متر بر ثانیه مربع است.
بنابراین:
نیروی عمودی = 2 کیلوگرم × 10 متر بر ثانیه مربع = 20 نیوتن
نیروی اصطکاک = 0.5 × 20 نیوتن = 10 نیوتن
- نیروی خالص وارد بر جسم برابر با تفاوت نیروی اعمال شده و نیروی اصطکاک است:
نیروی خالص = نیروی اعمال شده - نیروی اصطکاک
نیروی خالص = 20 نیوتن - 10 نیوتن = 10 نیوتن
بنابراین، برای حرکت جسم به 10 نیوتن نیروی خارجی در جهت راست نیاز است.
پاسخ شما
