Lidar com a Força Net
Há muitas vezes mais do que uma força envolvida quando você está arrastando uma massa sobre uma distância. Basta pensar nas forças de atrito e gravidade de um objeto em um plano inclinado. Por exemplo, dê uma olhada na figura, onde um sofá está sendo arrastado em um plano inclinado. Se você está aplicando força F
, quanto trabalho é feito como o sofá é arrastado até a inclinação?
Olhe para as forças envolvidas neste cenário: Há a força aplicada (o pull), a força devido ao atrito que resiste a sua força, ea força da gravidade, que também resiste a sua força. Enquanto todas essas forças que trabalham no sofá como ele está sendo puxado para cima da encosta, o trabalho resultante realizado no sofá é o produto do componente do líquido força paralela ao deslocamento do sofá multiplicado por esse deslocamento. Nesta situação, a força líquida e o deslocamento estão na mesma direcção, pelo que esta simplifica a força de apenas líquido multiplicado por deslocamento.
Em outras palavras, você pode fazê-100 J do trabalho sobre o atrito couch-, que está se opondo a você, pode fazer -50 J (o trabalho é negativo porque a força aqui é oposta à direção percorrida) - e a força da gravidade pode fazer -30 J. isso significa que uma obra líquido de 20 J foi feito no sofá por todas as forças (100 - 50 -30 = 20 J).
pergunta amostra
Suponha que o sofá você está arrastando tem uma massa de 75,0 kg, e o ângulo da rampa é de 24,0 graus. Se o coeficiente de atrito cinético é 0,170 e você está puxando o sofá 2,00 m com uma força de 800,0 N, quanto trabalho está sendo realizado pela força líquida no sofá?
A resposta correta é 774 J.
Identificar as forças no sofá. Você está puxando com uma força F na direcção da rampa, de modo que o componente de sua força no sentido de marcha é exactamente 800 N.
Veja a componente da força da gravidade para baixo ao longo da direcção da rampa.
A figura diz-lhe que essa força é
(Você pode verificar isso, observando que Fg vai para mg como teta vai para 90 graus e para 0, quando vai para 0 teta graus).
Calcular a força devido ao atrito. Isso é
Onde Fn é a força normal. A força normal neste cenário é
de modo que faz com que a força devido à fricção
Calcule a força líquida (para cima ao longo da inclinação):
Note-se que as forças devido ao atrito e gravidade são negativos porque se opõem a direcção da viagem.
Uma vez que todas as forças agem ao longo do sentido de marcha, o trabalho líquido, W, é igual a
Ligue os números:
questões práticas
Você está puxando uma cômoda, aplicando uma força de 600,0 N paralela à inclinação. O ângulo do declive é 40,0 graus. A caixa tem uma massa de 40,0 kg, e há um coeficiente de atrito cinético de 0,120.
Quanto trabalho net que você faz em puxar a cômoda 10,0 m acima do plano inclinado?
Você está aplicando uma força de 800,0 N para o chão como você ir até uma pista de esqui no seu novo skis- esta força é aplicada paralela à inclinação (para baixo).
Assim, o solo é, necessariamente, empurrando-o com uma força igual de 800,0 N na direção oposta (para cima). Se a inclinação é 22,0 graus, o coeficiente de atrito cinético é 0,050, e você tem uma massa de 80,0 kg, a quantidade de trabalho que o chão fazer empurrá-lo até que se inclinam 500,0 m? Quanto trabalho líquido é feito?
Seguem-se respostas para as questões práticas:
3.120 J
Encontrar as forças no cômoda. Você está puxando com uma força F na direcção da rampa, de modo que o componente de sua força no sentido de marcha é 600,0 N.
Localizar a força da gravidade ao longo da direcção da rampa. Tenha em mente que esta força será a descer a rampa.
Encontrar a força devido ao atrito. Isso é
Onde Fn é a força normal. A força normal é aqui
de modo que faz com que a força devido à fricção
Calcule a força resultante:
Note-se que a força devido ao atrito e gravidade são negativos porque se opõem a direcção da viagem.
5.O trabalho resultante realizado isthe Força Total ao longo da direção de tempos de viagem a distância percorrida. Uma vez que todas as forças agem ao longo do sentido de marcha, o trabalho líquido, W, é
Ligue os números:
O terreno faz 4,00 x 105 J de trabalho. O trabalho da rede é 2.35 x 105 J.
O chão está empurrando para cima a inclinação com uma força de 800,0 N- esta força vai ao longo da direcção do declive.
A força devido à gravidade paralela à inclinação é
Esta força está indo ladeira abaixo.
A força devido ao atrito é
Onde Fn é a força normal. A força normal é aqui
de modo que faz a força devido ao atrito:
Calcule a força resultante:
O trabalho resultante realizado isthe Força Total ao longo da direção de tempos de viagem a distância percorrida. Uma vez que todas as forças agem ao longo do sentido de marcha, o trabalho líquido, Wlíquido, é
Conecte os números para encontrar o trabalho net:
O trabalho realizado pelo chão empurrando em você é (800,0) (500,0) = 4,000 x 105 J.