Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 08. 04. 2021 12:22

grol123
Příspěvky: 47
Reputace:   
 

Koeficient vlečného tření

Dobrý den,
mohl bych Vás poprosit o radu.
Řešil jsem daný příklad a už si nevím rady.
Dřevěný hranolek začal klouzat vlastní tíhou po nakloněné rovině tribometru (drsnoměru) při sklonu 30 stupňů. Za 2 sekundy urazil dráhu 1,5 metru. Vypočtěte koeficient vlečného tření mezi hranolkem a plochou drsnoměru.

Pokoušel jsem se příklad vypočítat pomocí elektrické bilance. Vytknul jsem m a vypočítal rychlost v0, dále jsem použil vzorec 0,5 · v0 na druhou = g · s  ·(sin 30 + f  · cos 30)  a vyšlo mi -6,67.

Předem Vám děkuji za pomoc.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) grol123)

#2 08. 04. 2021 12:49 — Editoval Richard Tuček (08. 04. 2021 12:50)

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1269
Reputace:   19 
Web
 

Re: Koeficient vlečného tření

Předpokládejme, že jde o rovnoměrně zrychlený pohyb.
s=(1/2)*a*t^2
1,5=(1/2)*a*2^2
Určíme zrychlení pohybu.
Pro zrychlení (směrem dolů) platí vztah: a=g*sin(alfa)-g*f*cos(alfa)
alfa=30 stupnů
g=9,81 m/s^2 (přibližně 10 m/s^2)
Z toho se koeficient smykového tření určí.

Offline

 

#3 08. 04. 2021 13:00 — Editoval Mirek2 (08. 04. 2021 13:11)

Mirek2
Příspěvky: 1213
 

Re: Koeficient vlečného tření

Dobrý den,

bylo by dobré seznámit se s rozkladem tíhy tělesa na nakloněné rovině - zkusím později najít nějaký odkaz.

Na hranolek působí tíhová síla [mathjax]F_G=mg[/mathjax].
Pro pohyb dolů po nakloněné rovině se uplatní jen část tíhové síly (složka rovnoběžná s nakloněnou rovinou), [mathjax]F_p=F_G\sin\alpha=mg\sin\alpha[/mathjax].
Pozn.: Zda "zvolit" sinus nebo kosinus, můžeme domyslet i zpaměti: Kdyby hranolek ležel na vodorovné rovině (úhel [mathjax]0^{\circ}[/mathjax]), síla [mathjax]F_p[/mathjax] by byla nulová, což odpovídá funkci sinus ([mathjax]\sin0^{\circ}=0[/mathjax]).

Na hranolek dále působí třecí síla [mathjax]F_t=fF_N[/mathjax], která závisí na velikosti normálové síly  [mathjax]F_N[/mathjax] (kolmé k podložce).
Pro ni platí [mathjax]F_N=F_G\cos\alpha[/mathjax], tedy [mathjax]F_t=fF_N=fF_G\cos\alpha=fmg\cos\alpha [/mathjax].
Pozn.: Proč zvolit kosinus - největší silou na podložku působí hranolek na vodorovné rovině (úhel [mathjax]0^{\circ}[/mathjax]), což odpovídá funkci kosinus ([mathjax]\cos0^{\circ}=1[/mathjax]), pak [mathjax]F_N=F_G[/mathjax].

Síla [mathjax]F_p[/mathjax] působí ve směru pohybu, síla [mathjax]F_t[/mathjax] proti směru pohybu, výsledná síla je jejich rozdílem

$F=F_p-F_t=mg\sin\alpha-fmg\cos\alpha= mg(\sin\alpha-f\cos\alpha)$

Podle 2. Newtonova zákona [mathjax]F=ma[/mathjax], tedy

$ma=mg(\sin\alpha-f\cos\alpha)$

z toho zrychlení hranolku [mathjax]a=g(\sin\alpha-f\cos\alpha)[/mathjax]. Odtud vyjádříme [mathjax]f[/mathjax].

Hranolek se pohyboval zrychleně (z klidu), jeho dráha je [mathjax]s=\frac12 at^2[/mathjax].
Odtud vyjádříme [mathjax]a[/mathjax] a dosadíme do předchozí upravené rovnice.

Offline

 

#4 08. 04. 2021 13:09

grol123
Příspěvky: 47
Reputace:   
 

Re: Koeficient vlečného tření

↑ Richard Tuček:
Děkuji Vám za odpověď, ale pořád mi to nevychází i když dosadím do vzorce, mohu se zeptat kde dělám chybu.
Pokud se nepletu zrychlení vyjde 0,75.
Danou hodnotu jsem dosadil do další rovnice kterou jste uvedl a vyšlo mi -6,901, mohu se zeptat kde dělám chybu?

Předem Vám děkuji za odpověď.

Offline

 

#5 08. 04. 2021 13:10 — Editoval Richard Tuček (08. 04. 2021 13:14)

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1269
Reputace:   19 
Web
 

Re: Koeficient vlečného tření

Kolik vyšlo zrychlení?

sin 30 st = 0,5
cos 30 st = odm(3)/2=0,866

Offline

 

#6 08. 04. 2021 13:14

grol123
Příspěvky: 47
Reputace:   
 

Re: Koeficient vlečného tření

Zrychlení mi vyšlo 0,75 m/s.

Offline

 

#7 08. 04. 2021 13:17

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1269
Reputace:   19 
Web
 

Re: Koeficient vlečného tření

0,75=10*(sin(30)-f*cos(30))=10*(0,5-f*0,866)
Jaké je řešení rovnice?

Offline

 

#8 08. 04. 2021 13:26

grol123
Příspěvky: 47
Reputace:   
 

Re: Koeficient vlečného tření

Mohu se jen zeptat kde jste vzal hodnoty 0,5 a hodnotu 0,866.
Mě vychází sin 30 = - 0,988032 a cos 30 = 0,154251.
Řešení rovnice je 0,578, což by asi vycházelo, v knize je uvedeno 0,50.

Děkuji Vám za odpověď.

Offline

 

#9 08. 04. 2021 13:31

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1269
Reputace:   19 
Web
 

Re: Koeficient vlečného tření

Hodnoty sin(30) a cos(30) jsou přece známé.
Jinak tabulky či kalkulačka
Jak mohly vyjít tak prapodivné hodnoty?

Offline

 

#10 08. 04. 2021 13:32

grol123
Příspěvky: 47
Reputace:   
 

Re: Koeficient vlečného tření

↑ Richard Tuček:
Už jsem na to přišel, počítala mi špatně kalkulačka, používal jsem k tomu tlačítko shift a vycházeli mi jiné míry. Proto mi vycházelo předtím -6,90.

Moc Vám děkuji za pomoc.

Offline

 

#11 08. 04. 2021 14:02

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Koeficient vlečného tření

↑ grol123:
To je celkom dôležitá vec - vedieť, v akých jednotkách zadávam hodnotu uhla do kalkulačky :-)

Offline

 

#12 08. 04. 2021 15:10 — Editoval Mirek2 (08. 04. 2021 15:23)

Mirek2
Příspěvky: 1213
 

Re: Koeficient vlečného tření

Ještě posílám odkaz na odvození vztahů na nakloněné rovině, str. 4
http://www.realisticky.cz/ucebnice/02%2 … na%20I.pdf
a tři lekce z nakloněné roviny
http://www.realisticky.cz/kapitola.php?id=72

vychází mi f = 0,475, výsledek bych zaokrouhlil na f = 0,5

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson