31. A súrlódási erő munkája
31. A súrlódási erő munkája
A súrlódási erő munkája
Ha mozgás létrejön: a súrlódási erő munkát végez az elmozduló testen.
Vízszintes talajon:
W=−F⋅s=−μ⋅m⋅g⋅s
Negatív előjel:a súrlódási erő iránya ellentétes az elmozdulással.
Következtetés:a súrlódási erő munkája mindig negatív, mert energiát von el a mozgásból.
Energiaviszonyok a súrlódásnál
Kezdeti energia: a hasáb mozgási energiájaKövetkeztetés: A mechanikai energia nem marad meg, mert a súrlódási erő nem konzervatív.
Csúszás: nagyobb energiaveszteség, jelentős melegedés.
Gördülés: kisebb deformáció → kisebb energiaveszteség.
Tapadás: nincs elmozdulás → nincs munkavégzés.
A fékút
Fékezéskor az autó mozgási energiáját a fékezőerő hővé alakítja. Mivel a fékezőerő végzi a mozgási energia csökkentését, a fékút annál hosszabb, minél nagyobb a kezdeti mozgási energia.
Forrás: Tankönyv 110. old.
Ez azt jelenti, hogy a fékút a sebesség négyzetével nő: kétszeres sebességnél négyszeres fékút. A féktávolság a reakcióidő alatt megtett útból és a fékútból áll, ezért a biztonságos követési távolságot mindig ehhez kell igazítani.
https://kemfiz.hu/fizika_kozep_munka_energia_teljesitmeny.html
Feladatok: 1, 17, 23, 32, 63
1. Egy szánkón ülő gyerek 2500 J helyzeti energiával rendelkezik, 500 J munkát kell leküzdeni súrlódásra. Mekkora lesz a mozgási energiája a domb alján?
Válasz: A 2000 J.
A helyzeti energiából levonjuk a veszteséget: 2500 – 500 = 2000 J.
17. Jégen csúszik egy korong. Mit mondhatunk a korongra ható súrlódási erő munkájáról?
Válasz: C A súrlódási erő is végez munkát, hiszen csökkenti a test mozgási energiáját.
Indoklás: A munkavégzés definíciója: erő × elmozdulás. A súrlódás negatív munkát végez, energiát von el.
23. Egy sífutó megtesz egy útszakaszt, amihez 3000 J munkára volt szükség, miközben a súrlódási és közegellenállási erő rajta végzett munkája 2000 J volt. A sífutó sebessége az útszakasz végére csökkent. Milyen úton haladt a sífutó?
Válasz: B A sífutó emelkedőn felfelé haladt.
Indoklás: A sífutó több munkát végzett, mint amennyit a súrlódás elvett, mégis lassult. A hiányzó energia csak a helyzeti energia növekedésére mehetett, ezért biztos, hogy emelkedőn haladt felfelé.
32. Egy gyermek lecsúszik a játszótéri csúszdán. Melyik
tényező határozza meg, hogy mekkora sebességgel ér le az aljára?
Válasz: B A gyermek és a csúszda közti súrlódási együttható.
Indoklás: Súrlódás nélküli esetben a magasság határozná meg, de itt a súrlódás csökkenti a sebességet.
63. Postai központban három szállítószalag mozgatja a
csomagokat. Melyik végez a legnagyobb munkát?
Válasz: C – A "C" szállítószalag.
Indoklás: A munkavégzés az emeléshez kapcsolódik, a függőleges szakaszban történik a legnagyobb munka.