Jak znaleźć pracę siły tarcia
Ruch w rzeczywistych warunkach nie może trwać w nieskończoność. Powodem tego jest siła tarcia. Ona występuje przy kontakcie ciała z innymi ciałami i zawsze skierowana przeciwnie do kierunku ruchu. Oznacza to, że siła tarcia jest zawsze wykonuje negatywną pracę, że trzeba wziąć pod uwagę przy obliczeniach.
Trzeba
- – ruletka lub miernik;
- – tabela la określenia współczynnika tarcia;
- – pojęcie energii kinetycznej;
- – wagi;
- – kalkulator.
Instrukcja
1
Jeśli ciało porusza się jednostajnie i prostoliniowo, znajdź siłę, która prowadzi go w ruch. Ona kompensuje siłę tarcia, więc liczbowo równa jej, ale skierowana w kierunku jazdy. Zmierz centymetrem lub dalmierzem odległość S, na którą siła F передвинула ciało. Wtedy praca siły tarcia będzie równa iloczynowi siły na odległość ze znakiem „minus” A=-F•S.
2
Przykład. Samochód porusza się po drodze równomiernie i szczere. Jaką pracę wykonuje siła tarcia na dystansie 200 m, jeżeli siła poprzecznego silnika jest równa 800 N? Przy równomiernym energicznym ruchu siła poprzecznego silnika jest równa modułowi sile tarcia. Wtedy jego praca będzie równa A=-F•S =-800•200=-160000 J lub -160 kj.
3
Właściwość powierzchni powstrzymywać się za siebie pokazuje współczynnik tarcia ?. Dla każdej pary kontaktujących się powierzchni jest on inny. Można go obliczyć lub dowiedzieć się w specjalnej tabeli. Istnieje współczynnik tarcia spoczynkowego i współczynnik tarcia. Przy obliczaniu pracy siły tarcia bierz współczynnik poślizgu, ponieważ bez przenoszenia praca nie jest wykonywana. Na przykład, współczynnik tarcia drewna do metalu wynosi 0,4.
4
Określ pracę siły tarcia działającej na ciało, stojącym na poziomej powierzchni. Do tego określić jego masę m w kilogramach za pomocą wagi. Pomnożyć masę na współczynnik tarcia dla danych powierzchni ?, przyspieszenie grawitacyjne (g?10 m/s?) i odległość, na jaką ciało przechylało, S. Przed nimi postawić znak „minus”, ponieważ ciało porusza się w kierunku przeciwnym do siły tarcia (A=-?•m•g•S).
5
Praca siły tarcia, gdy działa tylko ona, jest równa zmianie energii kinetycznej ciała. Dla jej określenia znajdź początkową v0 i końcowy v prędkość ciała na badanym odcinku drogi. Pomnożyć masę ciała m na różnicę kwadratów początkowej i końcowej prędkości ciała, a wynik podzielić przez liczbę 2 (A=m•(v?-v0?)/2). Na przykład, jeśli samochód o masie 900 kg ruchu z prędkością 20 m/s, zatrzymuje się, to praca siły tarcia będzie równa A=900•(0?-20?)/2=-180000 J. lub -180 kj.