تمرین 2-4 فصل دوم فیزیک دوازدهم تجربی
اگر در شکل 12-2، جرم جسم \(4/0 \, \text{kg}\) و بزرگی نیروها \(F_1 = 4/0 \, \text{N}\) ، \(F_2 = 8/0 \, \text{N}\)، \(F_3 = 16/0 \, \text{N}\) باشد، بزرگی نیروهای اصطکاک ایستایی در هر حالت چقدر است؟
پاسخ تشریحی و گام‌به‌گام تمرین 4 فصل دوم فیزیک دوازدهم تجربی
برای پیدا کردن بزرگی نیروهای اصطکاک ایستایی، می‌توانیم از رابطه زیر استفاده کنیم:
\[ f_{s, \text{max}} = \mu_s \cdot F_N \]
۱. **نیروی وزن:** با توجه به جرم جسم، نیروی وزن را به صورت زیر محاسبه می‌کنیم:
\[ F_g = m \cdot g = 0.4 \cdot 9.8 = 3.92 \, \text{N} \]
۲. **نیروی عمودی:** از آنجا که جسم بر روی سطح افقی قرار دارد و هیچ نیروی عمودی اضافی وجود ندارد، نیروی عمودی برابر با نیروی وزن خواهد بود:
\[ F_N = F_g = 3.92 \, \text{N} \]
۳. **محاسبه نیروی اصطکاک:** با داشتن نیروی عمودی و ضریب اصطکاک ایستایی مناسب، می‌توانیم نیروی اصطکاک ایستایی در هر حالت را تعیین کنیم. با توجه به اینکه ضریب اصطکاک ایستایی برای هر حالت متفاوت است، باید از تکرار آزمایش‌ها استفاده کنیم.
تمرین 2-4 فصل دوم فیزیک دوازدهم تجربی
ضریب اصطکاک ایستایی را پیدا کنید.
پاسخ تشریحی و گام‌به‌گام تمرین 4 فصل دوم فیزیک دوازدهم تجربی
برای پیدا کردن ضریب اصطکاک ایستایی، باید از رابطه زیر استفاده کنیم:
\[ \mu_s = \frac{f_{s, \text{max}}}{F_N} \]
۱. **حداکثر نیروی اصطکاک ایستایی:** از عددی که نیروسنج نشان می‌دهد و در آستانه حرکت جسم قرار دارد (\(f_{s, \text{max}}\)) استفاده می‌کنیم.
۲. **نیروی عمودی:** همانطور که قبلاً محاسبه شد، \(F_N = 3.92 \, \text{N}\) می‌باشد.
۳. **محاسبه ضریب اصطکاک ایستایی:**
با جایگذاری مقادیر در رابطه:
\[ \mu_s = \frac{f_{s, \text{max}}}{3.92} \]
این مقدار را برای هر آزمایش محاسبه کرده و در جدول یادداشت می‌کنیم. سپس میانگین این مقادیر به عنوان ضریب اصطکاک ایستایی نهایی در نظر گرفته می‌شود.
