Решение задач на силу трения

Слайд #1

Решение задач
на силу трения
Автор:
Тямушева Мария Антоновна
учитель физики
ГБОУ Лицей №488
г. Санкт-Петербург

Слайд #2

m
Тело массой 3кг находится на поверхности, коэффициент трения которой μ=0,2. К телу прикладывают силу 5 Н. Определите силу трения.
№1

Слайд #3

N
F
mg
F тр
По II закону Ньютона
Какая сила трения будет действовать на тело?
Сила трения покоя, или сила трения скольжения?
Fmax тр.покоя. = Fтр.ск.
Сравним силу трения скольжения с приложенной силой.
Fтр.ск. =µN
N =mg
Fтр. ск =μmg
a-?
ϑ-?
Fтр. ск =0,2 · 3 · 10=6(Н)
F < Fтр.ск
тело покоится
F тр= F тр.покоя =F =5Н
Дано:
μ=0,3
m=3кг
F=5Н
g=10м/с2
F тр-?
=
>
ma= mg+F+Fтр+N

Слайд #4

Тело массой m покоится на наклонной плоскости, расположенной под углом α к горизонту, μ- коэффициент трения. Установите соответствие между физическими величинами и формулами для их вычисления.
В каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
№2

Слайд #5

x
y
0
α
ϑ=0
Т.к. тело находится в покое, то сила трения = силе трения покоя и равна проекции силы тяжести на ось ох.
Сила реакции опоры равна проекции на ось оу.
α
F тр
N
mg

Слайд #6

На гладкой горизонтальной поверхности стола лежит книга массой М=600г, на ней – блокнот массой m= 150г. Блокнот начинают тянуть в горизонтальном направлении с некоторой силой F=0,5H. С каким ускорением начнет двигаться при этом книга относительно поверхности стола, если коэффициент трения скольжения между блокнотом и книгой 0,4? Ответ округлите до десятых.
M
m
№3
F

Слайд #7

Сравним силу трения скольжения с приложенной силой
Fтр1 =µN1 =μmg =0,4 ·0,15 · 10=0,6(Н)
F < Fтр.ск
F тр1= F тр.покоя =F =0,5Н
Блокнот не будет скользить относительно книги и книга с блокнотом будут двигаться с одним ускорением относительно стола.
Дано:
μ=0,5
m=0,15кг
М=0,6кг
g=10 м/с2
a-?
F=0,5Н
M
m
N1
F
mg
F тр1
a
у
х

Слайд #8

Можно блокнот и книгу рассматривать как одно тело, на которое действует внешняя сила F
(M+m) a = F
0x:
a= F m+ M
a= 0,5 0,6+ 0,15 ≈0,7 м/c2
M
m
N
F
(М+m)g
a
у
х
(M+m)a= (M+m)g+N+F

Слайд #9

Как будет меняться ситуация,
если внешняя сила будет увеличиваться?
На гладкой горизонтальной поверхности стола лежит книга массой М=600г, на ней – блокнот массой m= 150г. Блокнот начинают тянуть в горизонтальном направлении с некоторой силой F=1H. С каким ускорением начнет двигаться при этом книга относительно поверхности стола, если коэффициент трения скольжения между блокнотом и книгой 0,4? Ответ округлите до десятых.
M
m
F
№4

Слайд #10

Сила трения скольжения, как и в предыдущей задаче равна
Fтр1 =µN1 =μmg =0,4 ·0,15 · 10=0,6(Н)
F > Fтр.ск
Блокнот будет скользить по книге и относительно стола будет скользить с ускорением a1, а книга с ускорением a 2.
M
m
N1
F
mg
F тр1
a1
a2

Слайд #11

0= N1 -mg
m a1 = F-Fтр1
N1 =mg
Fтр1 =µN1 =μmg
m a1 = F- μmg
M
m
N1
F
mg
F тр1
Fдавл
Mg
Fтр1
N2
По II закону Ньютона
m a1 = mg+N1+ F+ Fтр1
0x:
y
x
0
0y:
a1
a2
Покажем силы, которые будут действовать на блокнот и книгу

Слайд #12

Ma2 = Fтр1
0x:
Fтр1 =µN1 =μmg
Ma2 = μmg
Ma2 = Mg+N2+Fтр1+Fдавл
M
m
N1
F
mg
F тр1
Fдавл
Mg
Fтр1
N2
a2
у
х
0
a2= F μmg
a2= 0,6 0,4·0,15·10 ≈1 м/c2
На ось оу проецировать не надо, т.к. силы трения между столом и книгой нет.
a1

Слайд #13

Призма находится на горизонтальной поверхности шероховатого стола. На поверхность призмы, наклоненную под углом 45о к горизонту, положили брусок массой 200г и отпустили. Он стал соскальзывать, а призма осталась в покое. Коэффициент трения скольжения между бруском и призмой 0,5. Найти силу трения между призмой и столом. 
№5
α
M
m

Слайд #14

По II закону Ньютона
0x:
0y:
0= N1 -mgcosα
ma= mg+N1+Fтр1
ma= mgsinα-Fтр1
N1 =mgcosα
Fтр1 =µN1 =μmgcosα
α
F тр1
N1
mg
a
x
y
0
α
Дано:
μ=0,5
m=0,2кг
α=45°
g=10м/с2
Fтр2 -?

Слайд #15

α
F тр1
N1
mg
Fдавл
a
N1 =mgcosα
|Fдавл |= | N1 |
| Fдавл | = | N 1 | =mgcosα
x
y
0

Слайд #16

Т.к. призма находится в покое, a=0.
По II закону Ньютона
0= Fтр1cosα+Fтр2-Fдавлsinα
0x:
Fтр2 =Fдавлsinα -Fтр1cosα
Fтр1 =µN1 =μmgcosα
Fдавл= N1=mgcosα
Fтр2 = mg cosα sinα – μmg cosαcosα
Ma= Mg+N2+ Fтр1+ Fдавл+Fтр2
Fдавл
α
Mg
F тр1
mg
Fтр1
Fтр2
N2
N1
α
x
y
0
α

Слайд #17

Fтр2 = mg cosα ( sinα – μ cosα)
Fтр2 = 0,2·10 · 0,71 · ( 0,71 – 0,5 · 0,71)≈0,5(H)
α
M
m

Слайд #18

Спасибо
за внимание