Τριβή και έργο σε κατακόρυφο τοίχο

Το σώμα Σ του σχήματος ισορροπεί ακίνητο και σε επαφή με έναν κατακόρυφο τοίχο. Στο σώμα ασκείται πλάγια δύναμη F η οποία σχηματίζει γωνία θ με τον κατακόρυφο τοίχο το μέτρο της οποίας ισούται με 60°, όπως στο σχήμα. Μεταβάλλοντας κατάλληλα το μέτρο της δύναμης F διατηρώντας σταθερή την κατεύθυνσή της, παρατηρούμε ότι το σώμα παραμένει ακίνητο μόνο όταν για το μέτρο F αυτής ισχύει 40/3N ≤ F ≤ 40N.

Σε κάθε άλλη περίπτωση, παρατηρούμε ότι το σώμα ολισθαίνει κατά μήκος του τοίχου.

Α.        Να αποδείξετε ότι ο κατακόρυφος τοίχος δεν είναι λείος.

Β.        Να υπολογίσετε τη μάζα του σώματος Σ και την τιμή του συντελεστή οριακής τριβής μεταξύ σώματος και τοίχου.

Ενώ το σώμα Σ είναι ακίνητο και σε επαφή με τον κατακόρυφο τοίχο, μεταβάλλουμε ακαριαία το μέτρο της δύναμης στην τιμή F=50N, με αποτέλεσμα το σώμα να ολισθαίνει κατά μήκος του τοίχου. Για τη στιγμή που το σώμα έχει διανύσει διάστημα s=2m,

Γ.        i)         να υπολογίσετε την κινητική του ενέργεια.

ii)   να υπολογίσετε το ρυθμό με τον οποίο η δύναμη F προσφέρει ενέργεια στο σώμα.

Δίνεται το μέτρο της επιτάχυνσης της βαρύτητας g=10m/s². Να θεωρήσετε το συντελεστή οριακής τριβής ίσο με τον συντελεστή τριβής ολίσθησης μεταξύ του σώματος Σ και του τοίχου.

Τριβή και έργο σε κατακόρυφο τοίχο

Τριβή και έργο σε κατακόρυφο τοίχο