Как найти расстояние через коэффициент трения

Как найти расстояние, если известны масса, скорость и коэффициент трения?

Le_Vi



Ученик

(95),
на голосовании



12 лет назад

Дополнен 12 лет назад

m=1000 г
V=7 м/c
k=0,05

Голосование за лучший ответ

Вадим Терентьев

Просветленный

(23389)


12 лет назад

V^2=2aS->S=V^2/a
Fтр=kN=kmg=ma->a=kg
S=V^2/kg
S=49/0,05*9,8=100 м
Значение массы надо, если мы не сразу решаем формулами, а численно находим вначале F тр. , а потом ускорение, но как видите, можно обойтись и без нее.

2017-04-24   comment

Телу, находившемуся на горизонтальной поверхности (рис.), сообщили скорость $v_{0}$. Какое расстояние пройдет тело до полной остановки, если коэффициент трения тела о поверхность равен $mu$?


Решение:

Начальная механическая энергия тела $W_{1} = W_{k1} = frac{Mv_{0}^{2}}{2}$. Конечная механическая энергия $W_{2} = 0$. Изменение механической энергии равно работе силы трения. В нашей задаче $F_{тр} = mu N = mu Mg. A_{тр} = F_{тр} S cos 180^{ circ} = – mu MgS$ ($S$ – модуль вектора перемещения, т.е. расстояние, которое проходит тело до остановки). Подставив в уравнение $Delta W = W_{2} – W_{1} = A_{тр}$ значения $W_{1}, W_{2}, A_{тр}$, получим

$0 – frac{Mv^{2}}{0} = – mu MgS Rightarrow frac{v^{2}}{2} = mu gS Rightarrow S = frac{v^{2}}{2 mu g}$.

Задачи на Движение
под действием силы трения

Тренировочные задания для подготовки к контрольным,
самостоятельным и диагностическим работам по теме
«ЗАДАЧИ на Движение под действием силы трения» + Решения

Модуль силы трения скольжения можно определить по формуле: Fтр = µN, где µ — коэффициент трения, N— модуль силы нормального давления (и силы реакции опоры). Максимальная сила трения покоя: (Fтр)мах = µN. При одинаковых условиях сила трения скольжения намного больше силы трения качения. Вектор силы трения скольжения всегда направлен противоположно вектору скорости тела. Коэффициент трения можно определить по формуле: µ = Fтр/N. Это величина безразмерная.

Если на тело действует только сила трения, то такое тело движется равнозамедленно до остановки. Расстояние, которое тело проходит до остановки, называют тормозным путем. Обозначают буквой l. Время торможения — время, нужное для остановки.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1.
Автомобиль массой 5 т движется с постоянной скоростью по прямой горизонтальной дороге. Коэффициент трения шин о дорогу равен 0,03. Определите силу тяги, развиваемую двигателем.

ОТВЕТ: Fтяги = 1470 Н.

РЕШЕНИЕ:ЗАДАЧИ на Движение под действием силы трения

Задача № 2.
Сани со стальными полозьями перемещают равномерно по льду, прилагая горизонтальное усилие 2 Н. Каков вес саней?

ОТВЕТ: Вес саней 100 Н.

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ

Задача № 3.
Деревянный брусок массой 3 кг тянут по горизонтальной деревянной доске с помощью пружины. Коэффициент трения равен 0,3. Найти удлинение пружины, если ее жесткость 10 кН/м.

ОТВЕТ: Удлинение пружины 0,09 см.

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ

Задача № 4.
Велосипедист, ехавший со скоростью 36 км/ч, увидел примерно в 10 м от себя препятствие и резко затормозил. Успеет ли велосипедист остановиться до препятствия?

ОТВЕТ: Велосипедист успеет остановиться до препятствия, так как S = 10 м (расстояние до препятствия), а тормозной путь велосипедиста ≈ 7 м. Если скорость движения возрастет вдвое, то тормозной путь увеличится в 4 раза.

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ

Задача № 5.
Автомобиль движется со скоростью 10 м/с по гладкой горизонтальной дороге. Пройдя с выключенным мотором расстояние 150 м, автомобиль останавливается. Сколько времени автомобиль двигался с выключенным мотором и каков коэффициент трения при его движении?

ОТВЕТ: t = 30 с;  µ = 0,033.

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ

ЗАДАЧИ на Движение под действием силы трения

Задача № 6.
Лыжник массой 60 кг, имеющий в конце спуска скорость 10 м/с, останавливается через 40 с после окончания спуска. Определить величину силы сопротивления.

ОТВЕТ: Fтp = 15 Н.

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ

Задача № 7.
Тело скользит равномерно по наклонной плоскости с углом наклона 30°. Определите коэффициент трения тела о плоскость.

ОТВЕТ: µ ≈ 0,58.

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ

Задача № 8.
С какой наибольшей скоростью может ехать мотоциклист по горизонтальной плоскости, описывая дугу радиусом 80 м, если коэффициент трения резины о почву 0,4? На какой угол от вертикального положения он при этом отклоняется?

ОТВЕТ: vмах = 17,7 м/с = 64 км/ч — наибольшая скорость движения; a ≈ 22°.

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ

Задача № 9.
Шофер грузовика, едущего со скоростью 72 км/ч, заметил на дороге знак. Сможет ли он, не сбавляя скорости, проехать поворот, если его радиус равен 25 м? Считать коэффициент трения шин о дорогу 0,4.

ОТВЕТ: Шофер должен уменьшить скорость движения, так как радиус окружности, которую опишет грузовик при данной скорости, 100 м, а радиус поворота — 25 м. В противном случае грузовик занесет на обочину дороги.

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ

Дополнительный материал для решения задач

сила трения при покое сила трения при движениисвязь силы трения с силой тяжести


Конспект урока по физике «ЗАДАЧИ на Движение под действием силы трения с решениями». Тренировочные задания для подготовки к контрольным, самостоятельным, проверочным и диагностическим работам. Выберите дальнейшее действие:

  • Вернуться к Списку конспектов по физике для 7-11 классов
  • Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по физике
  • Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по физике

Коэффициент трения через силу трения и массу

{mu = dfrac{F_{тр}}{mg}}

Ускорение свободного падения g

Приводим 2 варианта нахождения коэффициента трения – зная силу трения и массу тела или зная угол наклона. Для обоих вариантов вы найдете удобные калькуляторы и формулы для расчета.

Коэффициент трения представляет собой безразмерную скалярную величину, которая равна отношению силы трения между двумя телами и силы, прижимающей их друг к другу, во время или в начале скольжения.

Коэффициент трения чаще всего обозначают греческой буквой µ («мю»).

Следует помнить, что коэффициент трения (μ) величина безразмерная, то есть не имеет единицы измерения.

Коэффициент трения зависит от качества обработки трущихся поверхностей, скорости движения тел относительно друг друга и материала соприкасающихся поверхностей. В большинстве случаев коэффициент трения находится в пределах от 0,1 до 0,5 (см. таблицу).

Содержание:
  1. калькулятор коэффициента трения
  2. формула коэффициента трения через силу трения и массу
  3. формула коэффициента трения через угол наклона
  4. таблица коэффициентов трения
  5. примеры задач

Формула коэффициента трения через силу трения и массу

коэффициент трения через силу трения и массу

mu = dfrac{F_{тр}}{mg}

Fтр – сила трения

m – масса тела

g – ускорение свободного падения (в большинстве задач можно принять g=9.81 м/с²)

Формула коэффициента трения через угол наклона

коэффициент трения через угол наклона

mu = tg(alpha)

α – угол наклона

Таблица коэффициентов трения скольжения для разных пар материалов

Трущиеся материалы (при сухих поверхностях) Коэффициенты трения
покоя при движении
Резина по сухому асфальту 0,95-1,0 0,5-0,8
Резина по влажному асфальту   0,25-0,75
Алюминий по алюминию 0,94  
Бронза по бронзе   0,20
Бронза по чугуну   0,21
Дерево по дереву (в среднем) 0,65 0,33
Дерево по камню 0,46-0,60  
Дуб по дубу (вдоль волокон) 0,62 0,48
Дуб по дубу (перпендикулярно волокнам) 0,54 0,34
Железо по железу 0,15 0,14
Железо по чугуну 0,19 0,18
Железо по бронзе (слабая смазка) 0,19 0,18
Канат пеньковый по деревянному барабану 0,40  
Канат пеньковый по железному барабану 0,25  
Каучук по дереву 0,80 0,55
Каучук по металлу 0,80 0,55
Кирпич по кирпичу (гладко отшлифованные) 0,5-0,7  
Колесо со стальным бандажем по рельсу   0,16
Лед по льду 0,05-0,1 0,028
Метал по аботекстолиту 0,35-0,50  
Метал по дереву (в среднем) 0,60 0,40
Метал по камню (в среднем) 0,42-0,50  
Метал по металу (в среднем) 0,18-0,20  
Медь по чугуну 0,27  
Олово по свинцу 2,25  
Полозья деревянные по льду   0,035
Полозья обитые железом по льду   0,02
Резина (шина) по твердому грунту 0,40-0,60  
Резина (шина) по чугуну 0,83 0,8
Ремень кожаный по деревянному шкиву 0,50 0,30-0,50
Ремень кожаный по чугунному шкиву 0,30-0,50 0,56
Сталь по железу 0,19  
Сталь(коньки) по льду 0,02-0,03 0,015
Сталь по райбесту 0,25-0,45  
Сталь по стали 0,15-0,25 0,09 (ν = 3 м/с)

0,03 (ν = 27 м/с)

Сталь по феродо 0,25-0,45  
Точильный камень (мелкозернистый) по железу   1
Точильный камень (мелкозернистый) по стали   0,94
Точильный камень (мелкозернистый) по чугуну   0,72
Чугун по дубу 0,65 0,30-0,50
Чугун по райбесту 0,25-0,45  
Чугун по стали 0,33 0,13 (ν = 20 м/с)
Чугун по феродо 0,25-0,45  
Чугун по чугуну   0,15

Примеры задач на нахождение коэффициента трения

Задача 1

Найдите коэффициент трения между полом и ящиком массой 20 кг, который равномерно двигают с силой 50 Н.

Решение

Для решения задачи воспользуемся формулой.

mu = dfrac{F_{тр}}{mg} = dfrac{50}{20 cdot 9.81} = dfrac{50}{196.2} approx 0.25484

Ответ: approx 0.25484

С помощью калькулятора удобно проверить ответ.

Задача 2

Найдите коэффициент трения если угол наклона 30°.

Решение

Для решения этой задачи воспользуемся второй формулой.

mu = tg(alpha) = tg(30°) approx 0.57735

Ответ: approx 0.57735

Проверим полученный ответ с помощью калькулятора .

Определить путь, проходимый телом до остановки, если заданы начальная скорость Vo тела после удара и коэффициент трения μ тела о поверхность.

На этой странице находится ответ на вопрос Определить путь, проходимый телом до остановки, если заданы начальная скорость Vo тела после удара и коэффициент трения μ тела о поверхность?, из категории
Физика, соответствующий программе для 10 – 11 классов. Чтобы посмотреть
другие ответы воспользуйтесь «умным поиском»: с помощью ключевых слов
подберите похожие вопросы и ответы в категории Физика. Ответ, полностью
соответствующий критериям вашего поиска, можно найти с помощью простого
интерфейса: нажмите кнопку вверху страницы и сформулируйте вопрос иначе.
Обратите внимание на варианты ответов других пользователей, которые можно не
только просмотреть, но и прокомментировать.

Добавить комментарий