Din experiența vieții, fiecare dintre noi știe că dacă aveți nevoie să mutați un obiect, atunci forma rotunjită este mai bine să se rostogolească, iar pătrat sau dreptunghiular - trebuie să trageți. Un exemplu de acest lucru poate servi ca o "comandă" a furnicilor, care roagă exact o piatră mică, de care au nevoie pentru a-și construi casa. În mod similar, dacă puneți un creion de lemn rotund pe masă și împingeți-l din lateral, acesta nu va aluneca, ci se rostogolește. Acest lucru era cunoscut chiar și de vechii egipteni, care, în timpul construcției piramidelor, se mișcau de jur împrejurul bustenilor din lemn pentru a muta blocuri mari grele și de fapt le-au rostogolit. Să încercăm să ne dăm seama de ce e mai ușor să te rostogolești decât să tragi.
Pentru a mișca un obiect la o viteză constantă, este necesar să acționăm asupra acestuia cu o forță egală cu mărimea mișcării care împiedică forța. Luați în considerare două obiecte din aceeași masă: un fascicul de lemn și un jurnal de lemn și calculați forțele care trebuie aplicate fiecăruia, astfel încât să se miște cu o viteză constantă. În primul caz, patru forțe acționează asupra fasciculului: gravitatea mg. forța presiunii normale N. Forța de frecare alunecătoare Fτr1 și forța F 1. cu care este împins. Deoarece bara se deplasează cu o viteză constantă, suma tuturor forțelor care acționează asupra ei este zero. Folosind legea Amonton-Coulomb pentru a determina forța de frecare alunecoasă, obținem:
unde μ1 este coeficientul de frecare alunecare.
În al doilea caz, patru forțe acționează asupra jurnalului: gravitatea mg. forța presiunii normale N. Forța de frecare F rp2 și forța F 2. cu care este împins. Deoarece jurnalul se mișcă cu o viteză constantă, suma tuturor forțelor care acționează asupra ei este zero. Folosind formula pentru determinarea forței de frecare la rulare obținem:
,
unde μ2 este coeficientul de frecare al rulării, R este raza jurnalului.
Pentru materiale din stejar μ1 = 0,43 - 0,62 și μ2 = 0,0008m. atunci dacă luăm în considerare raza jurnalului R = 0,1 m, atunci obținem:
Astfel, rularea de mai mult de 50 de ori mai ușoară decât tragerea.
Prin metoda propusă, vă sugerăm să rezolvați problema:
Trebuie să ridicați un bustean de stejar greu cântărind 100 kg la o înălțime de 1 m. Este dificil să vă ridicați vertical, dar îl puteți roti pe un plan înclinat al plăcilor. Cât timp trebuie să fie luată bordul, astfel încât forța aplicată pentru aceasta să fie de 10 ori mai mică decât greutatea jurnalului. Raza jurnalului este considerată egală cu 10 cm.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: