Τρίτη, 26 Ιανουαρίου 2010

Η τριβή ολίσθησης και η στατική τριβή.

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
Τορs·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.
i)     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