Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Fizika háziban tudna valaki segíteni?

527
Egy homogén 3 kg tömegű rudat síkos falhoz támasztunk. A rúd a fallal 10 fokos szöget zár be. Mekkora a rúdra ható tapadási erő?
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
fizika
0
Felsőoktatás / Fizika

Válaszok

1
Az, hogy síkos a fal, azt jelenti, hogy a felső támasztási pontnál nem lesz súrlódási erő. Csak alul, a padlónál lesz súrlódás.

Először is rajzolni kell egy jó képet a rúdra ható erőkkel.
Ez hasonlít a feladathoz:
http://fizipedia.bme.hu/images/thumb/3/36/3.2.14m.svg/250px-3.2.14m.svg.png
csak most felül 10° van, alul pedig akkor 50° helyett 80°.

A lényeg, hogy milyen erők hatnak:
- Súlyerő: `G`. Ez a rúd közepén hat (az ábra nem tökéletes...)
- Támasztó erő: `T` (a fal ekkora erővel nyomja a rudat)
- Nyomóerő: `N` (a padló ekkora erővel tartja a rudat)
- Súrlódás: `F_s`

Az erők eredője nulla kell legyen, hisz ha nem az lenne, akkor elmozdulna a rúd.
Ez azt jelenti, hogy vízszintes és függőleges irányban is nulla eredő kell kijöjjön:
`G = N`
`T = F_s`

Nem csak az erők eredője kell nulla legyen, hanem az erők forgatónyomatéka is, ellenkező esetben elfordulna valamilyen tengely körül a rúd.
A forgatóerő tetszőleges tengelyre felírható, mindegyik esetben nulla kell legyen az eredő, hisz semmilyen tengely mentén se fordul el a rúd. Viszont elég egyetlen egy tengelyre felírni. Tetszőlegesen választhatjuk a tengelyt. Mondjuk legyen a tengely a jobb alsó sarok, ahol a rúd érintkezik a padlóval. Ez azért jó választás, mert 2 erő támadáspontja is itt van, ezért ennek a két erőnek a forgatónyomatéka nulla lesz (mert az erőkar nulla), nem kell velük számolni. Csak `G`-vel és `T`-vel kell számolni.

Ezt a két erőt fel kell bontani rúd-irányú és arra merőleges komponensekre. Rajzold be ezeket is az ábrába, sajnos az általam talált ábrán ezek nincsenek berajzolva.
Szóval bocsáss merőlegeseket `G` valamint `T` hegyéből is a rúdra, azok lesznek a merőleges komponensek, amik e mentén a rúdtól az erők csúcsába mennek. A másik irányú komponenst is rajzold be, hogy a két komponensnek az eredője kiadja `G`-t illetve `T`-t.
Az így berajzolt derékszögű háromszögekbe írd be azt is, hogy melyik szög a 10° és melyik a 80° (a harmadik a derékszög).

Remélem, sikerült megrajzolni. A rúd-irányú komponensek pont a forgástengely irányába mutatnak, azoknak nulla az erőkarjuk, azokkal nem kell számolni. Csak a rúdra merőlegesek érdekesek tehát:
`T_m = T · sin 80°`
`G_m = G · cos 80°`

A forgatónyomatékok eredője pedig nulla: (legyen a rúd hossza `ℓ`)
Mondjuk az óramutató járása szerinti irány legyen a pozitív, tehát `T_m` forgat pozitív irányba:
`T_m·ℓ - G_m·ℓ/2 = 0`
`T_m - G_m/2 = 0`
`T = (G·cos 80°)/2`
`T = (G·cos 80°)/(2·sin 80°)`
`T = G·("ctg"\ 80°)/2`

Mivel `T = F_s`, megvan a súrlódás is, ami a kérdés volt.
Számold ki.
Módosítva: 8 éve
0