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Problema conceptual en la fricción

Ha sido mucho tiempo desde que he estado tratando de entender el efecto y el desarrollo de la fricción. He leído este tema en mis libros (los Conceptos de la Física, los Principios de la Física y de la Mecánica) , aquí, pidió a la gente en la sala de chat, pero estoy aún quedan algunas dudas.

Sería bueno para construir el concepto a través de este problema: enter image description here

Así que aquí están mis conceptual dudas:

  • Con respecto a la 2ª parte de la pregunta, me dijeron que el 3 kg y 7 kg de bloques se mueven juntos como un sistema.

  • En la primera parte de 3 kg y 7 kg de bloques se mueven como un sistema.

  • En la parte c, también, de los tres bloques se mueven como un sistema.

¿Por qué es que si me aplica una fuerza menor que la máxima fuerza de rozamiento, el deslizamiento se produce y si puedo aplicar la fuerza a menos de que entonces no hay deslizamiento se produce?

Yo no puede entender el concepto de relación de deslizamiento. ¿Cómo podemos llamar a los sistemas cuando no hay fricción entre ellas. Estas son mis principales problemas. No necesito la solución a la pregunta anterior. Sólo quiero comprender la razón de ciertos bloques de comportarse como un sistema.

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Floris Puntos 54054

Usted no sabe a priori si dos cuadras de la diapositiva como un sistema o no - que usted necesita para mirar el panorama completo. La fricción es una cosa graciosa - le dice cual es la máxima fuerza que puede existir entre dos superficies, dada la fuerza normal (es aún más complicado cuando nos diferenciar entre la dinámica y la estática de fricción, pero ese no es el punto aquí).

En el diagrama, no hay ninguna fuerza entre los más bajos del bloque (7 kg), y la superficie de abajo. Eso significa que la única fuerza en el 7 kg bloque será la fuerza de fricción entre ella y el bloque por encima de ella. Y, sin embargo, todavía no sabemos si van a pasar juntos - esto depende de la aceleración del bloque anterior.

Supongamos que sólo existen dos bloques de masa $M$ cada uno en la parte superior de uno al otro, con algunos coeficiente de fricción $\mu$ entre ellos, pero ninguno entre el inferior y el suelo. Si me tire lo suficientemente duro en la parte superior del bloque, se acelerará con cierta aceleración,$a$. La fuerza de fricción sobre el bloque inferior será en la mayoría de las $F= Mg\mu$. Ahora si la aceleración del bloque superior es mayor que $a = g\mu$, entonces no hay suficiente fuerza en el bloque inferior a acelerar al mismo ritmo, y se mueve más lentamente.

Así que no pueden decir "estos se mueven juntos" hasta que el primer intento para resolver las ecuaciones de movimiento de asumir la mueven a la vez, comprobar que las fuerzas necesarias para ello son menos que la fuerza de fricción, y en lo que eres bueno. Encontrar que son demasiado grandes, y usted tendrá que volver atrás y cambiar su suposición.

Ejemplo (trabajando los pasos para la situación que he descrito más arriba):

La fuerza F sobre el bloque superior. Suponga que dos bloques se mueven como uno solo - entonces tengo una masa de 2 m, y una fuerza F, de modo que la aceleración de las $a = \frac{F}{2M}$. Pero si la parte inferior de la masa debe acelerar en $a$, entonces la fuerza sobre ella debe ser $F_2 = M a = \frac12 F$. Si vamos a transmitir esta fuerza por fricción, entonces la fuerza de fricción, la cual es $Mg\mu$ debe ser mayor que $F_2$. Esto es cierto si $Mg\mu > \frac12 F$ o $F < 2 Mg\mu$.

Ahora supongamos que $F$ es en realidad más grande que eso. Entonces sabemos que la parte inferior del bloque no va a acelerar en la misma proporción que la parte superior del bloque (porque no podemos proporcionar la suficiente fuerza a través de la fricción de la interfaz). Entonces sabemos que la fuerza sobre el bloque inferior está dado por fricción: $F_2 = Mg\mu$, y el accelation $a_2 = F_2/M = g \mu$ sigue. Igual y opuesta a la fuerza de voluntad de actuar en la parte superior del bloque, de modo que la fuerza neta sobre el bloque superior se $F_1 = F-F_2$, y a partir de esto podemos calcular la aceleración del bloque superior.

Es un proceso iterativo, pero siempre hay una solución. Pero no saltar a conclusiones.

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Aftershock Puntos 1602

Vamos a dejar claro qué entendemos por un sistema de aquí. Usted puede tener una intuición de por qué ciertos bloques se llama un sistema. La tierra forma un sistema similar (a pesar de que tiene un heck de mucho de fuerzas internas, mucho menos fricción), ya que gira alrededor del sol, girando al mismo tiempo. Si los bloques similares en movimiento, se considera un sistema.

¿Cómo podemos llamar a los sistemas cuando no hay fricción entre ellas.

Bien, ¿qué nos detiene? Los bloques se componen de numerosas partículas, cada uno ejerciendo una fuerza sobre el otro. Pero todavía nos consideran una entidad, un sistema. Por qué? Debido a que el movimiento de todas las partículas constituyentes del bloque es el mismo.

Del mismo modo, si la fuerza aplicada es menor que la máxima fuerza de rozamiento sobre el cuerpo, las fuerzas de fricción tiende a restringir el deslizamiento de las superficies y hacer que el movimiento de las superficies (y, por lo tanto, los bloques) son similares, en cuyo caso puede ser considerado como un sistema.

Pero si la fuerza de rozamiento no puede superar la fuerza aplicada, a continuación, el deslizamiento se produce, lo que significa que las superficies (y, por lo tanto, los bloques) no se están moviendo a lo largo de juntas. Así que, aquí, no puede ser pensado como un sistema.

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