II.18. Probleme recapitulative rezolvate - Interacțiuni mecanice
1. Un corp este ridicat prin intermediul unui fir inextensibil, tensiunea în fir fiind de 3 ori mai mare decât greutatea corpului. Cu ce accelerație este tras corpul ?
Rezolvare:
Scriem datele problemei:
T = 3 ∙ G
a = ?
Desenăm forțele ce acționează asupra firului și calculăm forța rezultantă:
Deoarece tensiunea în fir este mai mare decât greutatea corpului, asupra acestuia va acționa o forță rezultantă, R:
Conform Principiului mecanicii clasice, dacă asupra unui corp acționează o forță, atunci corpul se va deplasa cu o accelerație cu aceeași direcție și sens cu forța rezultantă:
2. Un corp de 20 kg este deplasat pe orizontală sub acțiunea unei forțe de 100 N, care face un unghi de 45° cu orizontala. Știind coeficientul de frecare de 0,2, să se calculeze forța de frecare. Ce fel de mișcare are corpul? Se dă cos 45° = sin 45° = √2/2
Rezolvare:
Notăm datele problemei:
m = 20 kg
F = 100 N
α = 45°
μ = 0,2
Ff = ?
Desenăm forțele ce acționează asupra corpului:
Calculăm componentele forței de tracțiune:
Calculăm greutatea corpului:
Pe direcția verticală (Oy):
Calculăm forța de frecare:
Modulul reacțiunii normale este egal cu modulul apăsării normale, fiind forțe pereche de tip acțiune-reacțiune.
Pe direcția orizontală (Ox):
3. Un tren de 588 t pornește din stație sub acțiunea unei forțe de 117600 N. Știind valoarea coeficientului de frecare de 0,005, determină viteza trenului după 60 s.
Rezolvare:
Notăm datele problemei:
m = 588 t = 588000 kg
F = 117600 N
μ = 0,005
Δt = 60 s
v = ?
Calculăm greutatea și forța de frecare:
Calculăm rezultanta celor două forțe ce acționează pe orizontală:
Aplicăm ecuația Principiului mecanicii clasice : dacă asupra unui corp acționează o forță (forța rezultantă, R), atunci corpul se va mișca cu o accelerație cu aceeași direcție și sens cu forța rezultantă:
