Gleitreibung und Newtons drittes Gesetz

Im ersten Fall, wenn die Haftreibung überwunden ist, wirkt die Gleitreibung nach vorne auf den Wagen und nach hinten auf das Objekt, was gesondert betrachtet werden muss. Im zweiten Fall wirkt eine Normalkraft vom Objekt auf den Wagen. Dies wird durch eine Schwerkraftkomponente verursacht, die in dieser Richtung auf das Objekt wirkt. Diese Normalkraft hat eine horizontale Komponente, die nach rechts wirkt. Die auf den Wagen wirkende Gleitreibungskraft hat eine nach links wirkende horizontale Komponente. In Abwesenheit anderer äußerer Kräfte beschleunigt die Resultierende dieser beiden den Karren nach rechts. Im statischen Fall wäre die Resultierende Null. Beachten Sie, dass, wenn das Objekt die Neigung hinunterrutscht, seine Bewegungsrichtung nicht parallel zur Oberfläche des sich bewegenden Wagens ist, was als Grundlage für einen beschleunigenden Referenzrahmen verwendet werden muss.

Fall 1- Wie wirkt sich Reibung auf den Wagen aus und wo ist die Masse des Objekts ($m_1$)?

Das ist die Reibungskraft$m_1$übt auf$m_2$das ist verantwortlich für die horizontale Beschleunigung von$m_2$da keine horizontalen Kräfte wirken$m_2$andere als die Reibungskraft zwischen$m_1$Und$m_2$, vorausgesetzt, es gibt keine Reibung zwischen dem Wagen und dem Boden. Sie können dies auf dem freien Körperdiagramm unten für sehen$m_2$. Außerdem die Masse des Objekts$m_1$In die Berechnung der Reibungskraft geht diese Masse ein$m_1$übt auf$m_2$. Die folgende zusätzliche Erklärung und das folgende Diagramm werden angeboten:

Damit$m_1$anzuziehen$m_2$, die aufgebrachte Kraft$F$muss die maximale Haftreibungskraft überschreiten, oder

Wo$μ_{s}$ist der Haftreibungskoeffizient und$m_{1}g$ist die nach unten gerichtete Kraft von$m_1$An$m_2$aufgrund der Schwerkraft, die gleich und entgegengesetzt zu der von ausgeübten Aufwärtskraft ist$m_2$An$m_1$.

Sobald eine Relativbewegung auftritt, ist es kinetische (Gleit-)Reibung, die der Relativbewegung entgegenwirkt und gleich ist

Wo$μ_{k}$ist der Koeffizient der kinetischen (Gleit-)Reibung. Allgemein,$μ_{k}<μ_{s}$.

Die Gleitreibungskraft wirkt rückwärts auf$m_1$und leitet weiter$m_2$.

Aus dem unten stehenden Freikörperbild z$m_2$Wir sehen, dass die einzige Kraft, die darauf wirkt, wenn keine Reibung zwischen dem Wagen und dem Boden angenommen wird, die Reibungskraft ist$m_1$übt auf$m_2$. Daher die Beschleunigung$a_2$von$m_2$Ist

Sie sollten also ab dem Freikörperdiagramm sehen$m_2$darunter ist nur noch die Reibungskraft für die Beschleunigung verantwortlich$m_2$, und Masse$m_1$wird berücksichtigt, weil sein Gewicht nach unten drückt$m_2$liegt die Quelle der Reibungskraft an$m_2$.

Fall 1 – Warum wird in diesem Beispiel die zweite (Schwerkraft-)Kraft berücksichtigt, aber nicht im vorherigen Beispiel (erstes Beispiel berücksichtigt nur die Reibung, aber nicht die Kraft?)$F$).

Die Antwort auf die vorherige Frage sollte dies beantworten. Wie bereits oben diskutiert, wurde im Fall 1 die Schwerkraft berücksichtigt, da sie zur Reibungskraft weiter beiträgt$m_2$. Sie müssen nur ersetzen$F_{friction}=μm_{1}g$Wo$g$ist die Erdbeschleunigung. Aber die nach unten gerichtete Schwerkraft im ersten Fall hat nichts mit der Kraft zu tun$F$horizontal aufgetragen$m_1$. Im zweiten Fall die Kraft$F$sowie die Reibungskraft sind Funktionen der Gravitationskraft.

Hoffe das hilft.