Siła tarcia – 15 zadań online

Jak rozwiązywać zadania z siły tarcia?

Na poziomej powierzchni siłę tarcia wiążemy z siłą nacisku zależnością F_t = μ · N. W typowych szkolnych zadaniach, gdy nie występują dodatkowe siły pionowe, N = m · g. W tym teście przyjmujemy g = 10 m/s², jeśli treść zadania nie podaje inaczej.

Trzeba odróżniać tarcie statyczne od tarcia kinetycznego. Wartość F_s,max = μ_sN oznacza maksymalne tarcie statyczne tuż przed ruszeniem. Gdy ciało pozostaje w spoczynku, rzeczywista siła tarcia statycznego dopasowuje się do działającej siły i może być mniejsza od tej wartości maksymalnej.

Do sprawdzania wyników możesz wykorzystać kalkulator siły tarcia. Najpierw wykonaj jednak obliczenia samodzielnie.

Najważniejsze wzory

Tarcie a ruch ciała

Jeżeli pozioma siła próbująca przesunąć ciało nie przekracza F_s,max, ciało pozostaje w spoczynku. Wtedy siła tarcia statycznego ma taką samą wartość jak siła działająca poziomo, ale przeciwny zwrot.

Po rozpoczęciu poślizgu w zadaniach używamy tarcia kinetycznego. Jeśli siła napędzająca ma wartość F, to wypadkowa w kierunku ruchu wynosi F_w = F − F_k, a przyspieszenie obliczamy z a = F_w/m.

Hamowanie wskutek tarcia

Jeżeli po poziomej powierzchni ciało ślizga się bez dodatkowej siły napędzającej, tarcie powoduje opóźnienie o wartości a = μ_kg. Z tej zależności można wyznaczyć również współczynnik tarcia.

Dla stałego opóźnienia czas zatrzymania wynosi t = v₀/a, a droga hamowania s = v₀²/(2a).

Co obejmuje test?

W zestawie pojawiają się tarcie statyczne i kinetyczne, współczynnik tarcia, nacisk, masa, warunek ruszenia, rzeczywista wartość tarcia statycznego, siła wypadkowa i przyspieszenie z tarciem oraz hamowanie wywołane samym tarciem.

Każdy zestaw ma 15 różnych typów zadań. Poziom trudny wykorzystuje częściej liczby dziesiętne i zadania dwuetapowe wymagające wcześniejszego obliczenia nacisku albo siły tarcia.