روش اجرای آزمونک
پیش از استفاده از ضریب اصطکاک، نوع و جهت آن را تعیین کن. آموزش در اصطکاک و سطح شیبدار آمده است.
۱۰ تمرین اصطکاک روی شیب
سؤال 1
جهت اصطکاک را چگونه تعیین میکنیم؟
پاسخ تشریحی
اصطکاک را موقتاً حذف و تمایل لغزش نسبی را پیدا میکنیم؛ اصطکاک خلاف آن تمایل است.
سؤال 2
آیا اصطکاک ایستایی همیشه برابر μsN است؟
پاسخ تشریحی
خیر؛ تا پیش از لغزش بهاندازهٔ لازم تنظیم میشود و فقط در آستانهٔ حرکت به مقدار بیشینهٔ μsN میرسد.
سؤال 3
روی سطح شیبدار چه محورهایی مناسبترند؟
پاسخ تشریحی
یک محور موازی سطح و یک محور عمود بر آن تا اصطکاک و نیروی عمودی روی محورها باشند.
سؤال 4
آیا نیروی عمودی سطح شیبدار همیشه برابر mg است؟
پاسخ تشریحی
خیر؛ باید معادلهٔ محور عمود نوشته شود. در حالت ساده بدون نیروی عمودی دیگر، N=mg cosθ است.
سؤال 5
مؤلفهٔ وزن در امتداد سطح شیبدار ساده چقدر است؟
پاسخ تشریحی
mg sinθ در جهت پایین سطح، با فرض آنکه θ زاویهٔ سطح با افق باشد.
سؤال 6
جسمی برای سکون به ۴ N اصطکاک نیاز دارد و بیشینهٔ اصطکاک ایستایی ۶ N است. وضعیت چیست؟
پاسخ تشریحی
ساکن میماند و اصطکاک واقعی ۴ N است، نه ۶ N.
سؤال 7
اگر اصطکاک لازم ۸ N و بیشینهٔ ایستایی ۶ N باشد چه میشود؟
پاسخ تشریحی
تعادل ایستایی ممکن نیست و جسم میلغزد؛ سپس باید مدل اصطکاک جنبشی به کار رود.
سؤال 8
پس از شروع لغزش، جهت و اندازهٔ اصطکاک چگونه تعیین میشود؟
پاسخ تشریحی
خلاف سرعت نسبی و با اندازهٔ μkN مطابق مدل مسئله.
سؤال 9
اگر پاسخ شتاب منفی شود، آیا حل الزاماً غلط است؟
پاسخ تشریحی
خیر؛ یعنی جهت واقعی شتاب خلاف محور مثبت انتخابی است و باید با جملهٔ جهتدار گزارش شود.
سؤال 10
الگوی کامل حل اصطکاک روی شیب چیست؟
پاسخ تشریحی
نمودار جسم آزاد، محورهای موازی و عمود، مؤلفههای وزن، نوع و جهت اصطکاک، معادلهٔ نیوتن و کنترل حد ایستایی.
چکلیست خودتصحیح
- محورها را با سطح هماهنگ کردم.
- وزن را با نیروی عمودی یکی نگرفتم.
- اصطکاک ایستایی را مقدار ثابت ندانستم.
- شرط آستانهٔ حرکت را فقط در جای درست به کار بردم.
- علامت شتاب را با جهت محور تفسیر کردم.