Der Umgang mit der Netto-Kraft

Oft gibt es mehr als eine Kraft beteiligt, wenn Sie eine Masse über eine Strecke sind ziehen. Man denke nur an die Kräfte der Reibung und Schwerkraft für ein Objekt auf einer schiefen Ebene. Nehmen wir zum Beispiel einen Blick auf die Figur, wo eine Couch eine Steigung hochgezogen wird. Wenn Sie sich bewerben Kraft F

, wie viel Arbeit getan, wie die Couch, die Neigung geschleppt wird?

an den in diesem Szenario beteiligten Kräfte aussehen: Es gibt die Kraft, die Sie (Ihre Pull), die Kraft aufgrund der Reibung anzuwenden, die aufgrund der Schwerkraft Ihr Zug, und die Kraft widersteht, die auch Ihren Zug widersteht. Während all diese Kräfte, die auf der Couch arbeiten, wie es die Steigung nach oben gezogen hat ist, das Netz auf der Couch geleistete Arbeit ist das Produkt aus der Komponente der Netz Kraft parallel zur durch diese Verschiebung multipliziert Verschiebung der Couch. In dieser Situation werden die Nettokraft und die Verschiebung in die gleiche Richtung, so vereinfacht dies nur Nettokraft durch Verschiebung multipliziert.

Mit anderen Worten: Sie können 100 J der Arbeiten auf der Couch- Reibung zu tun, die Sie widersetzt, -50 J kann tun (die Arbeit ist negativ, weil die Kraft hier entgegengesetzt zu der Richtung gereist) - und die Schwerkraft kann tun -30 J. das bedeutet, dass eine Nettoarbeit von 20 J auf der Couch mit allen Kräften (100-50 -30 = 20 J) durchgeführt wurde.

Beispielfrage

1. Angenommen, die Couch Sie ziehen eine Masse von 75,0 kg hat, und der Winkel der Rampe ist 24,0 Grad. Wenn der Koeffizient der kinetischen Reibung 0.170 ist und Sie ziehen die Couch 2,00 m mit einer Kraft von 800,0 N, wie viel Arbeit wird von der Netto-Kraft auf der Couch gemacht?

   Die richtige Antwort ist 774 J.

1. Identifizieren Sie die Kräfte, die auf der Couch. Sie ziehen mit einer Kraft F in Richtung der Rampe, so dass die Komponente der Kraft in Fahrtrichtung genau 800 N.

2. Schauen Sie sich die Komponente der Kraft aufgrund der Schwerkraft bergab entlang der Richtung der Schräge.

   Die Zahl sagt Ihnen, dass diese Kraft

   

   (Sie können dies überprüfen, indem darauf hingewiesen, dass F_G geht zu mg als Theta bis 90 Grad und auf 0 geht als Theta geht auf 0 Grad.)

3. Berechnen Sie die Kraft aufgrund der Reibung. Das ist

   

   woher F_n ist die Normalkraft. Die Normalkraft ist in diesem Szenario

   

   so macht, dass die Kraft aufgrund der Reibung

   

4. Berechnen Sie die Nettokraft (nach oben entlang der Neigung):

   

5. Man beachte, daß die Kräfte aufgrund der Reibung und der Schwerkraft negativ sind, weil sie die Richtung der Bewegung entgegenzusetzen.

6. Da alle Kräfte entlang der Fahrtrichtung wirken, die Netto-Arbeit, W, entspricht

   

7. Stecken Sie die Zahlen:

   

Übungsfragen

1. Sie sind eine Kommode ziehen, eine Kraft von 600,0 N parallel zum Hang angelegt wird. Der Winkel der Steigung ist 40,0 Grad. Die Brust hat eine Masse von 40,0 kg, und es gibt einen kinetischen Reibungskoeffizienten von 0,120.

   Wie viel Netto-Arbeit tun Sie beim Ziehen der Kommode 10,0 m bis die schiefe Ebene?

2. Sie sind eine Kraft von 800,0 N auf die Anwendung in der Praxis, wie Sie diese Kraft eine Skipiste auf Ihrem neuen skis- steigen angewendet wird parallel zum Hang (bergab).

   Somit wird der Boden drücken Sie notwendigerweise mit einer gleichen Kraft von 800,0 N in die entgegengesetzte Richtung (bergauf). Wenn die Steigung 22,0 Grad, der Koeffizient der kinetischen Reibung ist 0,050, und Sie haben eine Masse von 80,0 kg, wie viel Arbeit ist der Boden Sie tun drängen, dass Steigung 500,0 m auf? Wie viel Netto-Arbeit ist getan?

Im Folgenden finden Sie Antworten auf die Fragen der Praxis:

1. 3120 J

1. Die Kräfte, die auf der Kommode. Sie ziehen mit einer Kraft F in Richtung der Rampe, so dass die Komponente der Kraft in Fahrtrichtung ist 600,0 N.

2. Finden die Kraft aufgrund der Schwerkraft entlang der Richtung der Rampe. Beachten Sie, dass diese Kraft wird die Rampe hinunter werden.

   

3. Finden Sie die Kraft aufgrund der Reibung. Das ist

   

   woher F_n ist die Normalkraft. Die Normalkraft ist hier

   

   so macht, dass die Kraft aufgrund der Reibung

   

4. Berechnen Sie die Netto-Kraft:

   

5. Man beachte, dass die Kraft aufgrund der Reibung und der Schwerkraft negativ sind, weil sie die Richtung der Bewegung entgegenzusetzen.

6. 5.Die Netto-Arbeit isthe Gesamtkraft entlang der Fahrtrichtung mal die zurückgelegte Strecke. Da alle Kräfte entlang der Fahrtrichtung wirken, die Netto-Arbeit, W, ist

   

7. Stecken Sie die Zahlen:

   

Der Boden hat 4,00 x 10⁵ J Arbeit. Die Netto-Arbeit beträgt 2,35 x 10⁵ J.

Der Boden treibt Sie die Steigung mit einer Kraft von 800,0 bis N- diese Kraft geht entlang der Richtung der Neigung.

Die Kraft, aufgrund der Schwerkraft parallel zum Hang ist

Diese Kraft wird den Abhang hinunter.

Die Kraft, aufgrund der Reibung ist

woher F_n ist die Normalkraft. Die Normalkraft ist hier

so macht, dass die Kraft aufgrund der Reibung:

Berechnen Sie die Netto-Kraft:

Die Netto-Arbeit isthe Gesamtkraft entlang der Fahrtrichtung mal die zurückgelegte Strecke. Da alle Kräfte entlang der Fahrtrichtung wirken, die Netto-Arbeit, W_Netz, ist

Stecken Sie die Zahlen, die die Netto-Arbeit zu finden:

Die Arbeit von der Boden, auf Sie schieben ist (800,0) (500,0) = 4,000 x 10⁵ J.