La fricción estática a lo largo de las rampas
La figura muestra un cuadro en una rampa. Supongamos que la caja contiene un nuevo televisor de pantalla plana que está empujando hacia arriba la rampa y en su casa.
Varias fuerzas están actuando en la caja, que incluye tanto la gravedad y la fricción, y hay que tener tanto en cuenta. También está la fuerza ejercida sobre el cuadro a medida que empuja hacia arriba la rampa. Entonces, ¿cómo equilibrar todas las fuerzas? ¿Cuánta fuerza se necesita para obtener la caja subiendo la rampa en la casa?
Para darse cuenta de eso, es necesario calcular las fuerzas a lo largo de la rampa. Ahí está el componente de la fuerza gravitacional a lo largo de la rampa, que es
Pero lo que es la fuerza debida a la fricción estática a lo largo de la rampa?
Para saber eso, se utiliza la ecuación
¿Cuál es la fuerza normal, Fn? Usted ya sabe la respuesta - es
Eso hace que la fuerza debida a la fricción estática
La fuerza de fricción estática puntos a lo largo de la rampa, y que ha calculado la fuerza debida a la gravedad a lo largo de la rampa. Ambas fuerzas señalan por la rampa y necesita ser vencido por la fuerza de empuje por la rampa. Así, en otras palabras, Fempujar es
Dónde
es la fuerza debida a la gravedad que actúa a lo largo de la rampa, y Fs es la fuerza debida a la fricción estática. La conexión de estas fuerzas le ofrece:
Ejemplo de pregunta
Supongamos que la caja del televisor de pantalla plana tiene una masa de 1,00 x 102 kg, y la rampa tiene un ángulo de 23 grados. ¿Cuál es la fuerza que se necesita para obtener la caja subiendo la rampa si el coeficiente de fricción estática es 0.20?
La respuesta correcta es 563 N.
La ecuación a utilizar es
Conecte los números: Fempujar = 383 + 180 = 563 N.
Preguntas de práctica
Usted está arrastrando a su hermano pequeño por la rampa de silla de ruedas de 25 grados en el consultorio del médico.
Si él tiene una masa de 40,0 kg y el coeficiente de fricción estática es 0.15, cuánta fuerza se necesita para aplicar para conseguir que se mueve?
Suponga que usted está luchando para conseguir un bloque de 20,0 kg de hielo en movimiento por una rampa 40,0 grados.
Si el coeficiente de fricción estática es un bajo 0.050, cuánta fuerza se necesita aplicar para superar el peso tirando de la cuadra por la rampa y la fricción estática?
A continuación se presentan las respuestas a las preguntas de la práctica:
220 N
Calcular las fuerzas que necesita para superar: La fuerza de la gravedad es
y la fuerza debida a la fricción, FF, es
Usted necesita encontrar la fuerza normal.
La ecuación para la fuerza normal es
Utilice la fuerza normal para calcular la fuerza debido a la fricción:
La fuerza total que tiene que superar es
Conecte los números:
La respuesta final se redondeará a 220 N. (El valor para g Sólo se sabe que dos cifras significativas (9.8), ya que varía en el tercer dígito dependiendo de la ubicación en la Tierra.)
130 N
Calcular las fuerzas que necesita para superar: La fuerza de la gravedad es
y la fuerza debida a la fricción, FF, es
Usted necesita encontrar la fuerza normal.
La ecuación para la fuerza normal es
Utilice la fuerza normal para calcular la fuerza debido a la fricción:
La fuerza total que tiene que superar es
Conecte los números:
Tenga en cuenta que la mayor parte de esta fuerza se debe a la componente del peso a lo largo de la rampa. La respuesta final se redondeará a 130 N.
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