Kraft, die benötigt wird, um Blöcke gegen Reibung zu bewegen

Zwei Blöcke der Massen 3kg und 5kg sind durch eine Feder der Steifigkeit k verbunden. Der Reibungskoeffizient zwischen den Blöcken und der Oberfläche beträgt 0,2 . Ermitteln Sie die minimale konstante horizontale Kraft F, die auf einen 3-kg-Block ausgeübt werden muss, um den 5-kg-Block einfach zu verschieben.

Meine Arbeit: Damit ein 5-kg-Block nur gleitet, sollte die Federkraft gleich der Reibung sein, die er erfährt, was 10 N entspricht. Jetzt sollte die auf einen 3-kg-Block ausgeübte externe Kraft F größer oder gleich der Federkraft + Reibung aufgrund der Oberfläche sein, die gleich 10 N + 6 N = 16 N ist. Mein Ergebnis ist also, dass die Mindestkraft gleich F = 16 N sein sollte. Aber das ist nicht die Antwort. Ich möchte wissen, wo ich falsch liege. Antwort - F = 11 N

Ich habe diesen Kommentar dreimal begonnen und gelöscht. Ich verstehe das Problem nicht ganz. Es scheint, dass man "einfach gleiten" als "einfach die Grenze der Haftreibung überschreiten" interpretieren muss. Aber ich weiß nicht, was ich von der Reibung am 3-kg-Block halten soll. Man müsste zuerst die Haftreibung überschreiten, die Feder zusammendrücken und dann die aufgebrachte Kraft reduzieren, bis sie wieder unter der Grenze der Haftreibung liegt. Vielleicht ist die Frage: Was ist die kleinste Kraft, die beide Objekte knapp unter der statischen Grenze hält, sobald die Feder zusammengedrückt ist. (Ich habe dieses Problem nicht gelöst.) Nicht sicher !!
Gibt sich auch hier sehr viel Mühe und kommt auch nicht weiter.
Ich habe auch 16 N. Es ist möglich, dass die Antwort einen Tippfehler oder Fehler enthält. Ich habe das schon einmal gesehen (zB Fehler im Lösungsschlüssel eines Buches).
Gibt es kein Diagramm mit dem Problem? Die Frage besagt nicht, dass die "Oberfläche" horizontal ist.
Nein, es gibt kein Diagramm.

Antworten (2)

Für einen 3-kg-Block:- Nach dem Arbeit-Energie-Theorem, Arbeit durch äußere Kraft + Arbeit durch nicht-konservative Kraft = Änderung von KE + Änderung von PE. Die erforderliche Ausdehnung der Feder sei x Meter. Also, Fx - mu (= 0,2) × 3 × g(=10) × x = PE-Änderung + KE-Änderung Wie aus der Gleichung hervorgeht, ist alles außer der Änderung von KE festgelegt, sodass für den Mindestwert von F KE gleich Null sein sollte. Unter der Annahme, dass die Änderung von KE sehr vernachlässigbar ist Fx - 0,2 × 3 × 10 × x = 0,5 kx ^ 2 + 0 F - 0,2 × 3 × 10 = 0,5 kx Da zum Bewegen des 5-kg-Blocks die Mindestgröße von kx 10 N beträgt. Also - F - 6 = 5 Also, F = 11 N

Können Sie dies bitte mit MathJax neu formatieren? Hier ist ein MathJax-Tutorial
Ja, in ein paar Stunden

Zwei Blöcke mit Reibung

Die Kraft bewirkt eine Beschleunigung M 1 (rechter Block) und an der Feder wird gearbeitet:

( F − μ M 1 G ) X = 1 2 k X 2
Die maximale Federausdehnung vor M 2 beginnt sich zu bewegen ist:
X M A X = 2 ( F − μ M 1 G k )
Dadurch erreicht die Federspannung ein Maximum:
T M A X = k X M A X = 2 ( F − μ M 1 G )
Die muss die bereitgestellte Reibung übersteigen M 2 , um Bewegung zu verursachen M 2 :
2 ( F − μ M 1 G ) > μ M 2 G
⟹ F > μ ( M 2 G 2 + M 2 G )

Mit den angegebenen Zahlenwerten ergibt sich:

F > 11 N

Wenn diese Bedingung dann nicht erfüllt ist M 1 wird einfach zum Stillstand kommen und M 2 wird sich nicht bewegen.

Gert, ich behaupte nicht, dass Sie oder ich unfehlbar sind. Dies scheint jedoch ein relativ einfaches Problem zu sein. Also ... es sei denn, das OP hat etwas in der Problemstellung ausgelassen, ich bin bereit, mich für die 16N-Antwort zu entscheiden. Und noch etwas ... die Problemstellung ist etwas mehrdeutig, was bei dem Versuch, das Problem zu lösen, nicht hilft.
Beschleunigung habe ich nicht vermutet. Wie ich bereits sagte, erfordert die Problemstellung etwas Arbeit.
Kraft, die benötigt wird, um Blöcke gegen Reibung zu bewegen
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