Reibungskraft ausarbeiten

Mein Freund und ich haben ein Experiment gemacht, und wir sollen die Reibungskraft herausarbeiten, sind aber zwei verschiedene Wege mit zwei verschiedenen Antworten gegangen. Ich habe das Gefühl, dass Lösung "1" richtig ist, kann aber nicht ganz herausfinden, warum Lösung "2" nicht richtig ist. Vielleicht ist es! Könnten Sie bitte kommentieren?

                 m2⇓                     m1⇓

Fallende Gewichtsreibung

Die Masse M 1 Stürze ( H ) zu Boden und verschiebt den Block M 2 rechts vorbei ( H ) . Das braucht Zeit T . Die Endgeschwindigkeit wird mit berechnet v = 2 S T . Um die Reibungskraft zwischen zu berechnen M 2 und der Tisch, den wir uns ausgedacht haben

Lösung 1

Bestimmung der Gravitationspotentialenergie von M 1 über M 1 G H , dann ziehe dies von der kinetischen Energie von ab M 2 , die über berechnet wurde 0,5 M 2 v 2 . Dies ergibt die geleistete Arbeit gegen Reibung, und wenn die geleistete Arbeit bekannt ist, w Ö R k D ich S T A N C e = Kraft der Reibung

Ein anderer Weg, um zu dieser Zahl zu gelangen, bestand darin, das Gewicht von zu ermitteln M 1 , wodurch man weiß, welche Kraft darauf einwirkt, und dann seine Beschleunigung beim Fallen berechnet 2 S T 2 . Nachdem die Beschleunigung bekannt war, wurde diese mit multipliziert M 1 um die Netto-Abwärtskraft zu erhalten. Diese wurde vom Gewicht abgezogen, um die Gegenkraft, die Reibungskraft, zu finden.

Die Antworten waren nicht identisch, aber nah dran.

Lösung 2

Wir wissen, wie weit M 2 verschiebt, und über welche Zeit, damit wir wissen, dass es Beschleunigung ist. M 2 A = Nettokraft. Die Differenz zwischen der Nettokraft und der aufgebrachten Kraft (Gewicht von M 1 ) gibt die Reibungskraft an.

Ich habe das Gefühl, dass der Fehler in Lösung 2 von der Berechnung der Nettokraft herrührt, indem ich M 2 , kann es aber nicht gut artikulieren, um meinen Freund zu überzeugen.

Was denken Sie?

Was ist GPE? Bitte vermeiden Sie die Verwendung von Abkürzungen.
Bitte verwenden Sie mathjax, um mathematische Ausdrücke zu formatieren. Um mehr über Mathjax zu erfahren, lesen Sie bitte MathJax Basic Tutorial and Quick Reference .
Okay danke. Ich habe die Abkürzungen entfernt und einige der Gleichungen korrigiert, die bei der Neuformatierung geändert wurden!
Woher kennen Sie die Beschleunigung von m2 nur aus der Kenntnis von Weg und Zeit? Die Beschleunigung ist eine Geschwindigkeitsänderung im Laufe der Zeit, daher müssten Sie die Endgeschwindigkeit kennen. Ebenso in der ersten Lösung, woher weißt du v, wenn du die kinetische Energie berechnest?
Benitok, glaube ich aus der Bewegungsgleichung (wobei die Beschleunigung konstant ist, s die Verschiebung ist, t die Zeit ist und die Anfangsgeschwindigkeit u = 0), dann S = 0,5 ( u + v ) T wir können neu anordnen, um die Endgeschwindigkeit als zu berechnen v = 2 S T ?

Antworten (1)

Beide Methoden sollten bei richtiger Anwendung die gleiche richtige Antwort geben. Einer verwendet geleistete Arbeit = Kraft x Weg, der andere verwendet Nettokraft = Masse x Beschleunigung.

LÖSUNG 1 ist theoretisch richtig. Sie haben jedoch die kinetische Energie der Masse verpasst M 1 . Die PE verlor durch M 1 ist gleich der geleisteten Reibungsarbeit plus der von beiden Massen gewonnenen KE.

Wenn Sie diese Methode verwenden, müssen Sie die Endgeschwindigkeit von messen M 1 oder M 2 (sie haben die gleiche Geschwindigkeit) wenn M 1 ist durch die Höhe gefallen H .

LÖSUNG 2 scheint die gleiche Methode zu sein wie die unter Lösung 1 erwähnte "andere Möglichkeit", außer dass sie angewendet wird M 2 anstatt M 1 . Die Entfernungen vergingen M 2 Und M 1 sind gleich, ebenso wie ihre Beschleunigungen, weil sie an einer nicht dehnbaren Schnur befestigt sind.

Auch diese Methode ist theoretisch richtig: die Nettokraft M 2 oder M 1 gleich seiner Masse mal seiner Beschleunigung. Die aufgebrachte Kraft ist jedoch die Spannung in der Saite, die nicht das Gewicht ist M 1 , es ist M 1 ( G − A ) Wo A ist die gemeinsame Beschleunigung beider Massen. Wenn M 1 befand sich im freien Fall ( A = G ) dann wäre die Spannung in der Saite Null.

Um diese Methode zu verwenden, müssen Sie die Beschleunigung messen A , zB von der Zeit, die es braucht M 1 aus der Ruhe durch die Höhe fallen H - oder für M 2 sich über eine Distanz bewegen H aus Ruhe . Die Gesamtkraft auf die 2 Massen ist M 1 G − F Wo F ist die Reibungskraft. Die beschleunigte Gesamtmasse ist M 1 + M 2 . Deshalb
M 1 G − F = ( M 1 + M 2 ) A
aus denen F berechnet werden kann, nach A wurde gemessen.

Danke dafür, einige interessante Punkte, die zu berücksichtigen sind, alles scheint in dieser Richtung etwas klarer zu sein. Ich werde darüber nachdenken, was passieren würde, wenn es keine Reibung zwischen ihnen gäbe M 2 und den Tisch, vor allem in Bezug auf die Spannung. Ich habe das Gefühl, dass da etwas Spannung sein müsste, um dafür zu sorgen M 2 noch zu bewegen A für beide Objekte sollten = G ?
Wenn die Objekte dann durch die Schnur verbunden sind A ≠ G . Ohne Reibung ( M 1 + M 2 ) A = M 1 G . Wenn M 1 im freien Fall ist, dann wurde entweder die Schnur durchtrennt ( A = G genau, in welchem ​​Fall M 2 beschleunigt überhaupt nicht) oder M 1 ≫ M 2 (Dann A ≈ G , beide Teilchen beschleunigen, und die Spannung in der Saite ist M 2 A ).
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