Fizica de bac

Lecții / Mecanică / Lecția 5

Mecanică, lecția 5

Forța de frecare

Formule pe scurt

  • Forța de frecare = coeficientul de frecare · normala la plan: Ff = μ·N
  • Ff și N se măsoară în newtoni (N); coeficientul de frecare μ nu are unitate de măsură.
  • μ este un număr din intervalul (0, 1).
  • Forța de frecare este mereu paralelă cu suprafața și orientată în sens opus mișcării.
  • Pe o suprafață orizontală, cu forța de tracțiune orizontală: N = G = m·g, deci Ff = μ·m·g
  • Corp tras spre dreapta cu F orizontală: pe Ox, F − Ff = m·a
  • Cu F înclinată cu α deasupra orizontalei: N = m·g − F·sin α, deci Ff = μ·(m·g − F·sin α)
Fișele lecției (2)
Fișa 1 din lecția Mecanică 5 Fișa 2 din lecția Mecanică 5

Flashcarduri

Citește întrebarea, răspunde în minte, apoi întoarce cardul. Dacă îl știai, apasă „Știu”. Cardurile la care apeși „Mai repet” revin la final. Pe telefon poți glisa cardul întors: la dreapta pentru „Știu”, la stânga pentru „Mai repet”.

Toate cardurile, ca listă
  1. Formula forței de frecare Ff = μ·N (coeficientul de frecare · normala la plan)
  2. Unitatea de măsură a coeficientului de frecare μ Nu are unitate de măsură (este un număr).
  3. Ce valori poate lua μ (conform lecției)? Un număr din intervalul (0, 1).
  4. Direcția forței de frecare Mereu paralelă cu suprafața pe care se mișcă corpul.
  5. Sensul forței de frecare Întotdeauna opus mișcării: dacă corpul merge spre dreapta, Ff este spre stânga.
  6. Ff pentru un corp pe orizontală, tras cu o forță orizontală N = G = m·g, deci Ff = μ·m·g
  7. Ecuația pe Ox: corp tras spre dreapta cu F orizontală, cu frecare F − Ff = m·a
  8. Corpul se mișcă uniform (viteză constantă) cu frecare, tras cu F orizontală. Ce rezultă? a = 0, deci F = Ff = μ·m·g
  9. Cum afli μ dacă știi Ff și N? μ = Ff / N
  10. Ff când corpul e tras cu F înclinată cu α deasupra orizontalei N = m·g − F·sin α, deci Ff = μ·(m·g − F·sin α)

Probleme

Probleme grilă în stilul subiectului I de la bac. Alege varianta pe care o crezi corectă; după răspuns poți vedea rezolvarea pas cu pas. Pe calculator poți răspunde și cu tastele 1–4. Unde e nevoie, g = 10 m/s².

Problema 1 din 6

Un corp cu masa m = 10 kg alunecă pe o suprafață orizontală. Coeficientul de frecare este μ = 0,2, iar asupra corpului acționează pe verticală doar greutatea și normala. Forța de frecare are valoarea (g = 10 m/s²):

Vezi rezolvarea
  1. Pe orizontală, cu doar G și N pe verticală: N = G = m·g = 10 · 10 = 100 N.
  2. Ff = μ·N = 0,2 · 100 = 20 N.
  3. Răspuns corect: A.

Problema 2 din 6

Unitatea de măsură a coeficientului de frecare μ este:

Vezi rezolvarea
  1. Din Ff = μ·N rezultă μ = Ff / N, raportul a două forțe măsurate în newtoni.
  2. N / N se simplifică, deci μ nu are unitate de măsură.
  3. Răspuns corect: C.

Problema 3 din 6

Un corp cu masa m = 5 kg este tras pe o suprafață orizontală cu o forță orizontală F = 30 N. Coeficientul de frecare este μ = 0,4. Accelerația corpului este (g = 10 m/s²):

Vezi rezolvarea
  1. N = G = m·g = 5 · 10 = 50 N, deci Ff = μ·N = 0,4 · 50 = 20 N.
  2. Pe Ox: F − Ff = m·a ⇒ a = (F − Ff) / m.
  3. a = (30 − 20) / 5 = 2 m/s².
  4. Răspuns corect: D.

Problema 4 din 6

Un corp cu masa m = 20 kg este tras cu viteză constantă pe o suprafață orizontală cu o forță orizontală F = 50 N. Coeficientul de frecare dintre corp și suprafață este (g = 10 m/s²):

Vezi rezolvarea
  1. Viteza este constantă, deci a = 0 și pe Ox: F − Ff = 0 ⇒ Ff = F = 50 N.
  2. N = G = m·g = 20 · 10 = 200 N.
  3. μ = Ff / N = 50 / 200 = 0,25.
  4. Răspuns corect: A.

Problema 5 din 6

Un corp cu masa m = 10 kg este tras pe o suprafață orizontală cu forța F = 40 N, orientată sub unghiul α = 30° deasupra orizontalei. Coeficientul de frecare este μ = 0,5. Forța de frecare are valoarea (g = 10 m/s²):

Vezi rezolvarea
  1. Pe Oy (a_y = 0): N + F·sin α − G = 0 ⇒ N = m·g − F·sin α.
  2. N = 10 · 10 − 40 · 0,5 = 100 − 20 = 80 N.
  3. Ff = μ·N = 0,5 · 80 = 40 N.
  4. Răspuns corect: B.

Problema 6 din 6

Un corp se deplasează spre stânga pe o suprafață orizontală. Forța de frecare care acționează asupra lui este:

Vezi rezolvarea
  1. Forța de frecare este mereu paralelă cu suprafața, deci este orizontală.
  2. Sensul ei este opus mișcării: corpul merge spre stânga, deci Ff este orientată spre dreapta.
  3. Răspuns corect: B.