Fricção estática ao longo Rampas

A figura mostra uma caixa em uma rampa. Suponha-se que a caixa contém um novo TV de tela plana que você está empurrando para cima a rampa e em sua casa.

Um certo número de forças estão agindo na caixa, incluindo tanto a gravidade e fricção, e você precisa levar tanto em conta. Há também a força exercida sobre a caixa como você empurrá-lo até a rampa. Então, como você equilibrar todas as forças? Quanta força é necessária para obter a caixa subir a rampa para dentro da casa?

Para descobrir isso, você precisa calcular as forças ao longo da rampa. Há o componente da força gravitacional ao longo da rampa, que é

Mas o que é a força devido à fricção estática ao longo da rampa?

Para encontrar isso, você usar a equação

Qual é a força normal, F_n? Você já sabe a resposta - é

Isso faz com que a força devido ao atrito estático

A força de atrito estático aponta ao longo da rampa, e você já calculou a força da gravidade ao longo da rampa. Ambas estas forças apontar para baixo da rampa e precisam de ser superado pela força de impulso para cima da rampa. Assim, em outras palavras, F_empurrar é

Onde

é a força da gravidade que actua ao longo da rampa, e F_s é a força devido à fricção estática. Conectando essas forças dá-lhe:

pergunta amostra

1. Suponha que a caixa de TV de tela plana tem uma massa de 1,00 x 10² kg, e a rampa tem um ângulo de 23 graus. Qual é a força necessária para obter a caixa subir a rampa se o coeficiente de atrito estático é de 0,20?

   A resposta correta é de 563 N.

1. A equação a ser usada é

   

2. Ligue os números: F_empurrar = 383 + 180 = 563 N.

questões práticas

1. Você está arrastando seu irmão mais novo até a rampa para cadeiras de rodas 25 graus no consultório do médico.

   Se ele tem uma massa de 40,0 kg e o coeficiente de atrito estático é 0,15, quanta força você terá de aplicar-se a levá-lo em movimento?

2. Suponha que você está lutando para obter um bloco de 20,0 kg de gelo em movimento até uma rampa de 40,0 graus.

   Se o coeficiente de atrito estático é um baixo 0,050, quanta força você precisará aplicar para superar o peso puxando o bloco para baixo a rampa e atrito estático?

Seguem-se respostas para as questões práticas:

1. 220 N

1. Calcular as forças necessárias para superar: A força da gravidade é

   

   ea força devido ao atrito, F_f, é

   

   Você precisa encontrar a força normal.

2. A equação para a força normal é

   

   Utilizar a força normal para calcular a força devido ao atrito:

   

3. A força total que você tem que superar é

   

4. Ligue os números:

   

   A resposta final deve ser arredondada para 220 N. (o valor para g só é conhecido para dois algarismos significativos (9,8) porque varia no terceiro dígitos, dependendo da localização na Terra.)

130 N

Calcular as forças necessárias para superar: A força da gravidade é

ea força devido ao atrito, F_f, é

Você precisa encontrar a força normal.

A equação para a força normal é

Utilizar a força normal para calcular a força devido ao atrito:

A força total que você tem que superar é

Ligue os números:

Note-se que a maior parte desta força é função do componente do peso ao longo da rampa. A resposta final deve ser arredondada para 130 N.