„Pontrendszerek - 3.1.9” változatai közötti eltérés
A Fizipedia wikiből
(→Feladat) |
|||
8. sor: | 8. sor: | ||
}} | }} | ||
== Feladat == | == Feladat == | ||
− | </noinclude><wlatex># Vízszintes talajon $m_{1}=40\,\mathrm{kg}$ tömegű láda fekszik, a súrlódási együttható $\mu=0,2$. Mekkora $m_{2}$ tömegű test képes a ládát megmozdítani az ábrán látható elrendezésben? Mekkora pillanatnyi gyorsulással indulna el ilyen $m_{2}$ tömeg hatására a láda egy súrlódásmentes vízszintes síkon? A csiga tömegét és súrlódását a számításokban elhanyagolhatjuk. ($\alpha=30^\circ$)[[Kép:Kfgy1_3_1_9.svg|none|250px]] | + | </noinclude><wlatex># (3.1.9) Vízszintes talajon $m_{1}=40\,\mathrm{kg}$ tömegű láda fekszik, a súrlódási együttható $\mu=0,2$. Mekkora $m_{2}$ tömegű test képes a ládát megmozdítani az ábrán látható elrendezésben? Mekkora pillanatnyi gyorsulással indulna el ilyen $m_{2}$ tömeg hatására a láda egy súrlódásmentes vízszintes síkon? A csiga tömegét és súrlódását a számításokban elhanyagolhatjuk. ($\alpha=30^\circ$)[[Kép:Kfgy1_3_1_9.svg|none|250px]] </wlatex><includeonly><wlatex>{{Útmutatás|content=A tapadás feltétele, hogy a tapadási súrlódási erő felső korlátját $T\leq \mu N$ szerint adhatjuk meg.}}{{Végeredmény|content= $m_{2}> 8,28\,\mathrm{kg}$ <br> $a=1,79\,\mathrm{\frac{m}{s^{2}}}$}}</wlatex></includeonly><noinclude> |
− | </wlatex><includeonly><wlatex>{{Útmutatás|content=A tapadás feltétele, hogy a tapadási erő felső korlátját $T\leq \mu N$ szerint adhatjuk meg.}}{{Végeredmény|content= $m_{2}> 8,28\,\mathrm{kg}$ <br> $a=1,79\,\mathrm{\frac{m}{s^{2}}}$}}</wlatex></includeonly><noinclude> | + | |
− | + | ||
== Megoldás == | == Megoldás == | ||
− | <wlatex>#: Vizsgáljuk meg, hogy mi a feltétele annak, hogy az $m_{1}$ tömegűtest ne mozduljon el. A rá ható erők az $F_{g}$ gravitációs erő, $N$ nyomóerő, $T$ tapadási erő és a kötél által kifejtett $K$ kötélerő, melynek iránya a vízszintessel $\alpha$ szöget zár be. A kötélerőt felbontjuk vízszintes ($K\cos\alpha$) és függőleges ($K\sin\alpha$) komponensekre. Az $m_{1}$ tömegűtestre vonatkozó függőleges és vízszintes irányú mozgásegyenletek $$K\sin\alpha+N=m_{1}g\qquad\qquad K\cos\alpha=T\,.$$ Az $m_{2}$ tömegű test sem mozdul ebben az esetben, így $K=m_{2}g$. A tapadási erő és a nyomóerő között teljesülnie kell az alábbi összefüggésnek. $$T\leq \mu N$$ $$m_{2}\leq \frac{\mu}{\cos\alpha+\mu\sin\alpha}m_{1}$$ Ez a feltétel azt adja meg, hogy mekkorának kell lennie az $m_{2}$ tömegű testnek ahhoz, hogy az $m_{1}$ tömegű ne mozduljon el. Ha ennek ellenkezőjére vagynk kíváncsiak, vagyis arra, hogy mekkora $m_{2}$ ahhoz, hogy $m_{1}$ elmozduljon, akkor nyilvánvalóan $$m_{2}> \frac{\mu}{\cos\alpha+\mu\sin\alpha}m_{1}=8,28\,\mathrm{kg}$$ kell, hogy teljesüljön. <br> Ha nem lenne súrlódás és $m_{2}=8,28\,\mathrm{kg}$ lenne, akkor az $m_{1}$ tömegű test $$a=\frac{K\cos\alpha}{m_{1}}=\frac{m_{2}\cos\alpha}{m_{1}}g=1,79\,\mathrm{\frac{m}{s^{2}}}$$ gyorsulással indulna el. | + | <wlatex>#: Vizsgáljuk meg, hogy mi a feltétele annak, hogy az $m_{1}$ tömegűtest ne mozduljon el. A rá ható erők az $F_{g}$ gravitációs erő, $N$ nyomóerő, $T$ tapadási súrlódási erő és a kötél által kifejtett $K$ kötélerő, melynek iránya a vízszintessel $\alpha$ szöget zár be. A kötélerőt felbontjuk vízszintes ($K\cos\alpha$) és függőleges ($K\sin\alpha$) komponensekre. Az $m_{1}$ tömegűtestre vonatkozó függőleges és vízszintes irányú mozgásegyenletek $$K\sin\alpha+N=m_{1}g\qquad\qquad K\cos\alpha=T\,.$$ Az $m_{2}$ tömegű test sem mozdul ebben az esetben, így $K=m_{2}g$. A tapadási súrlódási erő és a nyomóerő között teljesülnie kell az alábbi összefüggésnek. $$T\leq \mu N$$ $$m_{2}\leq \frac{\mu}{\cos\alpha+\mu\sin\alpha}m_{1}$$ Ez a feltétel azt adja meg, hogy mekkorának kell lennie az $m_{2}$ tömegű testnek ahhoz, hogy az $m_{1}$ tömegű ne mozduljon el. Ha ennek ellenkezőjére vagynk kíváncsiak, vagyis arra, hogy mekkora $m_{2}$ ahhoz, hogy $m_{1}$ elmozduljon, akkor nyilvánvalóan $$m_{2}> \frac{\mu}{\cos\alpha+\mu\sin\alpha}m_{1}=8,28\,\mathrm{kg}$$ kell, hogy teljesüljön. <br> Ha nem lenne súrlódás és $m_{2}=8,28\,\mathrm{kg}$ lenne, akkor az $m_{1}$ tömegű test $$a=\frac{K\cos\alpha}{m_{1}}=\frac{m_{2}\cos\alpha}{m_{1}}g=1,79\,\mathrm{\frac{m}{s^{2}}}$$ gyorsulással indulna el. |
</wlatex> | </wlatex> | ||
</noinclude> | </noinclude> |
A lap 2013. augusztus 27., 19:01-kori változata
Feladat
- (3.1.9) Vízszintes talajon tömegű láda fekszik, a súrlódási együttható . Mekkora tömegű test képes a ládát megmozdítani az ábrán látható elrendezésben? Mekkora pillanatnyi gyorsulással indulna el ilyen tömeg hatására a láda egy súrlódásmentes vízszintes síkon? A csiga tömegét és súrlódását a számításokban elhanyagolhatjuk. ()
Megoldás
- Vizsgáljuk meg, hogy mi a feltétele annak, hogy az tömegűtest ne mozduljon el. A rá ható erők az gravitációs erő, nyomóerő, tapadási súrlódási erő és a kötél által kifejtett kötélerő, melynek iránya a vízszintessel szöget zár be. A kötélerőt felbontjuk vízszintes () és függőleges () komponensekre. Az tömegűtestre vonatkozó függőleges és vízszintes irányú mozgásegyenletek Az tömegű test sem mozdul ebben az esetben, így . A tapadási súrlódási erő és a nyomóerő között teljesülnie kell az alábbi összefüggésnek. Ez a feltétel azt adja meg, hogy mekkorának kell lennie az tömegű testnek ahhoz, hogy az tömegű ne mozduljon el. Ha ennek ellenkezőjére vagynk kíváncsiak, vagyis arra, hogy mekkora ahhoz, hogy elmozduljon, akkor nyilvánvalóan kell, hogy teljesüljön.
Ha nem lenne súrlódás és lenne, akkor az tömegű test gyorsulással indulna el.
- Vizsgáljuk meg, hogy mi a feltétele annak, hogy az tömegűtest ne mozduljon el. A rá ható erők az gravitációs erő, nyomóerő, tapadási súrlódási erő és a kötél által kifejtett kötélerő, melynek iránya a vízszintessel szöget zár be. A kötélerőt felbontjuk vízszintes () és függőleges () komponensekre. Az tömegűtestre vonatkozó függőleges és vízszintes irányú mozgásegyenletek Az tömegű test sem mozdul ebben az esetben, így . A tapadási súrlódási erő és a nyomóerő között teljesülnie kell az alábbi összefüggésnek. Ez a feltétel azt adja meg, hogy mekkorának kell lennie az tömegű testnek ahhoz, hogy az tömegű ne mozduljon el. Ha ennek ellenkezőjére vagynk kíváncsiak, vagyis arra, hogy mekkora ahhoz, hogy elmozduljon, akkor nyilvánvalóan kell, hogy teljesüljön.