Μελετώ στο σπίτι την οριζόντια ολίσθηση με τριβή.
Εδώ θα εξασκηθούμε με το φαινόμενο της οριζόντιας κίνησης σώματος πάνω σε μη λεία επιφάνεια που ασκεί τριβή ολίσθησης.
Προαπαιτούμενες γνώσεις είναι ο υπολογισμός της συνισταμένης συγγραμμικών δυνάμεων, η ανάλυση δυνάμεων σε συνιστώσες, ο 1ος ν. Newton, ο 2ος ν. Newton και ο νόμος της Τριβής.
Παρατηρήστε προσεκτικά τις δύο παρακάτω περιπτώσεις. Ανατρέξτε στη θεωρία και σκεφτείτε ποιος από τους δύο νόμους του Newton εφαρμόζεται σε κάθε περίπτωση στη x-διάσταση και στην y-διάσταση. Θα πρέπει να αναρωτηθείτε αν στον κάθε άξονα υπάρχει ισορροπία ή επιτάχυνση.
Με τον x-άξονα ευθυγραμμίζονται οι δυνάμεις F και Τ, ενώ με τον y-άξονα ευθυγραμμίζονται οι δυνάμεις W και N.
Α' περίπτωση:
Το σώμα είναι ακίνητο ή κινείται ευθύγραμμα ομαλά
(δηλαδή ισορροπεί και ΣFx=ΣFy=0)
Β' περίπτωση
Το σώμα επιβραδύνεται ή επιταχύνεται ομαλά στον οριζόντιο άξονα
(δηλαδή ΣFy=0 και ΣFx=ma)
Ας δυσκολέψουμε τώρα λίγο την Β'περίπτωση προσθέτοντας λίγη... ποικιλία στη δύναμη F.
Όταν η δύναμη F είναι πλάγια τότε είμαστε υποχρεωμένοι να την αναλύσουμε σε δύο συνιστώσες x-y. Αφού το κάνουμε μπορούμε να σβήσουμε την αρχική δύναμη F και να την αντικαταστήσουμε από τις δύο συνιστώσες της. Παρατηρήστε στα παρακάτω σχήματα περιπτώσεις πλάγιας δύναμης και αντικατάστασή της.
Δύναμη πλάγια, με κατεύθυνση πάνω και δεξιά
παρατηρήστε την μείωση του μέτρου της Ν, αφού το σώμα "ανασηκώνεται" από το επίπεδο
Δύναμη πλάγια, με κατεύθυνση κάτω και δεξιά
παρατηρήστε την αύξηση του μέτρου της Ν, αφού το σώμα "πιέζεται" προς το επίπεδο
Επιβραδύνουσα δύναμη, με κατεύθυνση πάνω και αριστερά
παρατηρήστε τη μείωση του μέτρου της Ν, αφού το σώμα "ανασηκώνεται" από το επίπεδο
ΕΞΑΣΚΗΣΗ
Μετά από αυτή την εισαγωγή καλό είναι να πειραματιστείτε με διάφορες τιμές και κατευθύνσεις της δύναμης F, με διάφορες τιμές αρχικής ταχύτητας και με ποικιλία τιμών συντελεστή τριβής μ, στην εξαιρετική προσομοίωση που θα βρείτε εδώ. Εφαρμόστε πρώτα το παράδειγμα που ακολουθεί στην προσομοίωση θέτοντας στα μεγέθη τις τιμές που φαίνονται παρακάτω.
Οι ερωτήσεις σας είναι ευπρόσδεκτες στο e-mail μου μαζί με φωτογραφίες της προσπάθειάς σας στο τετράδιο.