Chłopiec zaczyna pchać po powierzchni poziomej sanki o masie 4kg siłą 64N skierowaną pod kątem 60st. do poziomu. Jakie przyspieszenie uzyskają sanki jeżeli współczynnik tarcia wynosi 0,1? Błagam pomóżcie, tylko tak, żebym zrozumiała.

Chłopiec zaczyna pchać po powierzchni poziomej sanki o masie 4kg siłą 64N skierowaną pod kątem 60st. do poziomu. Jakie przyspieszenie uzyskają sanki jeżeli współczynnik tarcia wynosi 0,1? Błagam pomóżcie, tylko tak, żebym zrozumiała.
Odpowiedź

Dobrze, w takim razie, po pierwsze obrazek - w celu lepszego zobrazowania problemu, (dodany w załączniku). Na sanki działają dwie siły - siła przyciągania ziemskiego (oznaczymy ją jako [latex]F_g[/latex], oraz siła z jaką chłopiec pcha sanki ([latex]F_1[/latex]). Poza tym, na ciało (znaczy się, na sanki) działa siła [latex]F_z[/latex], oznaczająca tarcie. jest ona równa sile przyciągania ziemskiego oraz nacisku na podłoże, wymnożonych przez współczynnik tarcia, oraz jest skierowana przeciwnie do ruchu sanek (czyli po prostu zmniejszająca siłę [latex]F_1[/latex] przez co możemy zaobserwować zjawisko hamowania). Siłę [latex]F_1[/latex], możemy rozpisać na dwie siły - [latex]F_{1x}[/latex] odpowiadającą za siłę horyzontalną działającą na ciało, oraz [latex]F_{1y}[/latex] - siłę wertykalną działającą na ciało. Używając własności funkcji trygonometrycznych, możemy wyliczyć sobie wartości obu tych sił. Jako że [latex]frac{F_{1y}}{F_1} = sinalpha[/latex], możemy wyznaczyć z tego równania że [latex]F_{1y} = F_1 cdot sinalpha[/latex]. Analogicznie wyznaczamy komponent horyzontalny, czyli innymi słowy siłę [latex]F_{1x}[/latex] (z tym że oczywiście w tym przypadku, jak wiemy z trygonometrii, mamy tutaj stosunek przyprostokątnej leżącej przy kącie, do przeciwprostokątnej, a zatem po prawej stronie równania leży cosinus zamiast sinusa. [latex]frac{F_{1x}}{F_1} = cosalpha[/latex] [latex]F_{1x} = F_1 cdot cosalpha[/latex] Teraz, mając siłę [latex]F_{1y}[/latex]. możemy policzyć naszą siłę [latex]F_z[/latex]. Tak jak wcześniej wspomniałem jest ona równa wszystkim siłom skierowanym do podłoża (czyli po prostu w dół) wymnożonym przez współczynnik tarcia. Co to oznacza? Mniej więcej tyle że (k = współczynnik tarcia): [latex]F_z = (F_{1y} + F_g) cdot k[/latex] Jako że siła ta ma zwrot przeciwny do siły która wprawia sanki w ruch (czyli [latex]F_{1x}[/latex], musimy ją od niej odjąć, aby móc otrzymać siłę wypadkową F. toteż: [latex]F = F_{1x} - F_z[/latex] podstawiając równania: [latex]F = F_1 cdot cosalpha - (F_{1y} + F_g) cdot k[/latex] [latex]F = F_1 cdot cosalpha - (F_1 cdot sinalpha + F_g) cdot k[/latex] Otrzymujemy: [latex]F = F_1 cdot cosalpha - (F_1 cdot sinalpha + m cdot g) cdot k[/latex] Po podstawieniu danych: [latex]F = 64 [N] cdot cos60^o - (64 cdot sin60^o + 4[kg] cdot 9.81[frac{m}{s^2}]) cdot 0.1[/latex] [latex]F = 22.5334 [N][/latex] Z Drugiej Zasady Dynamiki wiemy za to że [latex]F = m cdot a[/latex] -> [latex]a = frac{F}{m}[/latex] [latex]a = frac{22.5334[N]}{4[kg]}[/latex] [latex]a = 5.63336 [frac{m}{s^2}][/latex] Jeżeli coś jest niezrozumiałe, niejasne, lub popełniłem gdzieś błąd - proszę mówić :)

Dodaj swoją odpowiedź