جدول بدون احتكاك: مشاكل مختلفة محلولة


تُعرف القوة التي تعارض حركة الجسم بقوة الاحتكاك.

ومع ذلك ، فإن الجدول بدون احتكاك ليس ممكنًا تمامًا. ولكن يمكننا أن نكون قريبين جدًا من الطاولة دون احتكاك من خلال وجود سطح أملس مسطح واستخدام مواد التشحيم.

Pulley على طاولة دون احتكاك

بكرة على طاولة بدون احتكاك يعني أن البكرة التي لا تحتوي على احتكاك على المنضدة لا تذكر أو لا يوجد احتكاك فيها على سبيل المثال ، وهي حرة في الدوران بدون أي مقاومة.

دعنا نمر في مشكلة لنرى بكرة بدون احتكاك: -

Q. كتلة بها كتلة A كتلتها m₁ = 800 كجم موضوعة على طاولة أفقية. يمر خيط خفيف متصل بالكتلة فوق بكرة خالية من الاحتكاك ، ويتم تثبيت كتلة أخرى R كتلتها م 2 = 12 كجم على طرفها الآخر. معامل الاحتكاك الحركي بين الكتلة والجدول هو mu k = 0.08. كتلة T1 A تنزلق على الطاولة. احسب عجلة كل كتلة. خذ g = 10.

في الشكل المعطى ، يتم عرض القوى التي تمارسها كل كتلة. 

طاولة بدون احتكاك
بكرة على طاولة

هنا تمارس الكتلة B قوة T على الكتلة A.

من خلال التوتر في الخيط. يمارس الكتلة A قوة رد فعل متساوية على B خلال نفس الشد T في الخيط.

بالإضافة إلى التوتر T ، فإن القوى الأخرى الموجودة على الكتلة A هي قوة الجاذبية mg على الكتلة ، والتفاعل الطبيعي R ، وقوة الاحتكاك الحركية fk. إذا كان a هو التسارع في الكتلة في الاتجاه الأفقي ، فعندئذٍ وفقًا لقانون نيوتن الثاني (صافي القوة الأفقية = الكتلة × التسارع) ،

تفk=m1a

لكن ، فk= μkR = μkm1ز (حيث لا توجد حركة في الاتجاه العمودي.)

تي μkm1ز = م1a

إذن ، عرفنا أن صافي القوة الرأسية سيكون m2g-T على الكتلة B والعجلة أ.

m2gT = م2a

عند استبدال القيم التي نحصل عليها ،

m2ز-ميكرولترkm1جم1=m2a

أ = (م2km1ز) / (م1+m2)

عند وضع قيم كل منها نحصل على: -

مشاكل على أساس الاحتكاك

س: جسيم كتلته 2 جم يؤدي حركة تذبذبية. تتم الحركة على الجانب المقعر من إناء كروي نصف قطره 4 أمتار. لنفترض أن حركة الجسم تبدأ من نقطة على الطبق على ارتفاع 2 سم من المستوى الأفقي. وهو معامل الاحتكاك 0.02. يحسب المسافة الكلية التي قطعها الجسيم قبل أن يستقر.

الجواب. نعلم أن الطاقة الكامنة للجسيم تعطى على النحو التالي: U = mg h. حيث تُعطى قوة التفاعل الطبيعي لسطح الطبق على الجسم ، عندما تكون في الأسفل ، على النحو التالي: -

R = ملغ.

هنا الاحتكاك الحركي بين الجسيم وطبق السطح هو fk= μkR = μkملغ.

الشغل الذي أنجزه الجسيم قبل أن يهدأ كما هو ، W = fk* د = μkمليون جالون يوميا

الآن ، سيتم استنفاد طاقة الجسم الكامنة عند القيام بذلك تعمل ضد الاحتكاك. وهكذا ،

mgh = μkمليون جالون يوميا

د = ح / μk= 1 سم / 0.01 = 100 سم

س: سطح له سطح غير احتكاك. أعط سبب عدم قدرتنا على القفز من على السطح؟

لا يمكننا القفز من سطح أفقي لا يحتوي على أي احتكاك. يحدث هذا لأن السطح لن يوفر أي قوة رد فعل طبيعية.

س: كتلة ب في حالة سكون. في الكتلة ب ، التي تبلغ كتلتها 5 كجم ، توضع كتلة أ كتلتها 4 كجم. إذا طبقنا قوة مقدارها 12 نيوتن ، فإن الكتلة أ ستنزلق على الكتلة ب. أوجد القوة الأفقية التي يجب تطبيقها على الكتلة ب بحيث يتحرك كل من الكتلتين أ و ب معًا.

لنفترض أن كتلة المربعين A و B هي m1 و m2 معامل الحركة يتم إعطاء الاحتكاك بين الكتلتين على النحو التالي ، [اللاتكس] u _ {k} [/ اللاتكس] ، لذا الآن قوة الاحتكاك المطبق بين الوصية يكون: -

fk= μkR = μkm1g

عندما يتم تطبيق قوة مقدارها 12 نيوتن ، تتحرك الكتلة أ على الكتلة ب.

نعلم أن الكتلة B موجودة على سطح أملس. لذا ، إذا أردنا التحرك لحجب أ و ب معًا ، فإن القوة المؤثرة على الكتلة ب يجب أن تكون مساوية لقوة الاحتكاك المؤثرة على أ ب ب وتطبق على ب ب أ.

من خلال القوة التي تم الحصول عليها ، سوف تتحرك كلتا الكتلتين إذا تم تطبيقهما على الكتلة.

هنا يكون التسارع: -

أ = F / (م1+m2)=27N/(4kg+5kg)=3N/kg=3m/s2

بلوك أ على بلوك ب

س: أعط ثلاث طرق يمكن من خلالها تقليل الاحتكاك. يشرح؟

كما نعلم يمكن القضاء على الاحتكاك ولكن يمكننا تقليله بالطرق التالية: -

تشحيم:-

المخالفات الموجودة في الجزيئات هي السبب وراء الاحتكاك.

إذا قمنا بتلميع السطح والسطح بين الأشياء الملامسة ، ثم تمتلئ المخالفات بمواد التلميع. يقلل هذا التلميع من الاحتكاك مع انخفاض كل التشابك. ويبدأ الجسم في التحرك بسلاسة.

واضعا الكرة

يعتمد الاحتكاك أيضًا على المادة: -

الاحتكاك الذي يمارس بين جسمين يعتمد أيضًا على مادة الاثنين. لذلك إذا استخدمنا المواد التي يكون معاملها احتكاك منخفضة ، سيقلل الاحتكاك. على سبيل المثال ، إطارات السيارة مصنوعة من المطاط لأن الاحتكاك بين المطاط والخرسانة أقل.

الكرات:-

تتكون الكرات من أسطوانتين متحدة المركز. فيما بينها ، توجد العديد من الكرات الكروية.

محور مركبة الآلة التي تم تركيبها فيها متصل بالأسطوانة الداخلية. وتوضع العجلات على الاسطوانة الخارجية. عندما يدور محور السيارة أو الماكينة في اتجاه عقارب الساعة ، فإن الكرات الموجودة مع الأسطوانة الخارجية تتحرك عكس اتجاه عقارب الساعة - وهذا يسبب حركة المتداول. هنا ، بدلاً من الانزلاق على بعضهما البعض ، تتحرك الأسطوانتان في حركة متدحرجة. لذلك يتحول الاحتكاك الانزلاقي إلى احتكاك متدحرج لا يكاد يذكر.

ريا باندي

أنا ريا باندي. لقد أكملت التخرج بعد التخرج في الفيزياء في عام 2021. أعمل حاليًا كخبير في مادة الفيزياء لطلاب Lambdageeks. أحاول أن أشرح موضوع الفيزياء الذي يسهل فهمه بطريقة بسيطة.

آخر المقالات