Nivel: avansat
Enunt
problema:
Un corp de masa m
este asezat pe o scandura orizontala si, in acelasi timp, suspendat printr-un
resort ideal vertical nedeformat de lungime L0 si constanta de
elasticitate k. Scandura este trasa orizontal uniform, iar resortul deviaza cu
unghiul α fata de verticala. Aflati coeficientul de frecare μ corp-scandura.
Aplicatie
numerica: m = 0.5kg, L0 = 0.1m, k = 10 N/m, α = 60°.
Rezolvare:
Trasam fortele care actioneaza asupra corpului. Intinderea resortului prin miscarea scandurii dezvolta o forta elastica in resort. Descompunem forta elastica dupa cele doua axe, in Fet si Fen.
Scandura este trasa orizontal uniform, deci miscarea
corpului pe scandura este uniforma, ceea ce inseamna ca avem un echilibru de
forte, care arata astfel:
G = N +
Fen
Ff = Fet
Folosim formula de calcul a fortei de frecare:
Ff = μN = μ(G - Fen) = μ(mg – Fe cos α)
Fet = Fe sin α
Egalam si
obtinem:
μ(mg – Fe cos α) = Fe sin α
Deci μ = (k Δl sin α)/ (mg – k Δl cos α)
Pentru a obtine
μ, singura necunoscuta este Δl. Stim insa unghiul pe care il face
resortul pentru a se obtine la aceasta miscare unoforma. Avem un triunghi
dreptunghic, stim cateta L0, si unghiul dintre aceasta si ipotenuza
(Lf)
Deci Lf = L0/ cos α = 2 L0 (lungimea resortului alungit)
Calculam Δl
= Lf – L0 = L0
Revenim in formula:
μ = (k Δl sin α)/ (mg – k Δl cos α) = (k L0 sin α)/ (mg – k L0 cos α) = 0.196
Aceasta problema provine din manualul de fizica clasa a noua. Problema este din capitolul Mecanica si are ca tematica fortele elastice. Capitolul Mecanica face parte din materia de fizica pentru bacalaureat. Daca vreti sa stiti mai multe despre mecanica si despre fizica de clasa a noua, gasiti pe blog mai multe materiale si probleme rezolvate.
Daca vreti sa va pregatiti la fizica pentru bac, poate va ajuta partenerii blogului cu diferite culegeri de probleme de fizica:
 |  |  |
