Pe un plan inclinat cu lungimea l = 2 m si inaltimea h = 1 m este urcat cu viteza constanta un corp cu greutatea G = 100 N, tragandu-l cu o forta F = 60 N, paralela cu planul inclinat.
Ce valoare are forta de frecare $F_{f}$ exercitata intre corp si planul inclinat?
Care este variatia energiei potentiale a sistemului corp - Pamant prin ridicarea corpului in varful planului inclinat?>
Rezolvare
Viteza corpului este constanta, deci rezultanta fortelor care actioneaza asupra lui trebuie sa fie nula. Reprezentam aceste forte:
1) greutatea $G$, pe care o inlocuim prin cele doua componente $F_{1} \ si \ F_{2}$, constituie cu ajutorul regulii paralelogramului (fig.1)
2) forta de reactiune $N$ a planului, egala ca marime si de sens opus fortei $F_{2}$;
3) forta de frecare $F_{f}$, indreptata spre baza planului;
4) forta $F$, care trebuie sa echilibreze fortele $F_{1} \ si \ F_{f}$, care are deci marimea:
$F = F_{1} + F_{f}$
Rezulta ca forta de frecare poate fi gasita din relatia:
$F_{f} = F – F_{1}$
daca reusim sa aflam forta $F_{1}$
In acest scop, putem folosi raportul de asemanare dintre laturile omogene ale triunghiurilor dreptunghice asemenea ABC si LMN:
$\frac{BC}{MN} = \frac{AC}{LN}$
sau, folosind notatiile de pe figura (fig.1):
$\frac{F_{1}}{h} = \frac{G}{l}$
de unde rezulta:
$F_{1} = \frac{G \ \cdot \ h}{l}$
Astfel, rezulta ca forta de frecare are expresia:
$F_{f} = F - F_{1} =>$
$F_{f} = F - \frac{G \ \cdot \ h}{l}=>$
$F_{f} = 60 N - \frac{100 N \cdot 1}{2 m}=>$
$F_{f} = 10 \ N$
Variatia energiei potentiale ($E_{p}$) a corpului prin ridicarea lui pe planul inclinat la inaltimea $h$ este:
$E_{p} = m \cdot g \cdot h$
Probleme rezolvate fizica clasa a - 7 - a
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu