نيروي بر آيند وارد از طرف سطح

به برآيند دو نيرويN(واكنش عمودي) و(اصطكاك) كه هر دو از طرف سطح به جسم وارد مي‌شوند. نيروي وارد از طرف سطح گويند.

مثال: جسمي به جرم3kgروي سطحي به ضريبقرار دارد. نيروي وارد از طرف سطح به آن را در حالات زير بدست آوريد.

1) به جسم نيرويوارد شده و جسم در حال حركت است.

2) به جسم نيرويي وارد نشده و جسم ساكن است.

پاسخ:

فعاليت: جعبه‌اي را روي زمين ناصاف يا آسفالته قرار داده و توسط نخي متصل به آن را مي‌كشيم. وقتي به طور ناگهان به آن نيرويي وارد مي‌كنيم، نخ پاره مي‌شود. ولي وقتي جسم شروع به لغزيدن كرد و همانطور به آن نيرو وارد مي‌كنيم طناب پاره نمي‌شود و جسم حركت هم مي‌كند، علت چيست؟

حركت اجسام روي سطح قائم

مثال: در شكل مقابل در هر يك از حالات زير نيروي اصطكاك و شتاب حركت را بدست آوريد.

الف)                       ب)

 پاسخ:                

                        

ولي ميزان نيروي وزن كمتر از نيروي اصطكاك مي‌باشد و لذا جسم در حال سكون بوده سقوط نمي‌كند. لذا نيروي اصطكاك بدست آمده نيروياست و نيروي اصطكاك برابر خواهد بود با:

جسم ثابت است.

مثال: در شكل مقابل در هر يك از حالت زير نيروي اصطكاك و شتاب حركت را بدست آوريد.

( و و )

        

       و      

   و  

  و   

مثال: شخصي جسمي رابه جرم  5kg را به طور مايل با نيروي  F به ديوار  

مي فشارد، نيروي اصطكاك و شتاب حركت را به دست آوريد.

پاسخ:  الف: F=20N  و   ب: F=80N   و  ج: F=120N

الف: F=20N

ب: F=80N

ولي مي‌دانيم چون بزرگتر از نيروي وزن است پس بايد جسم به سمت بالا حركت كند و يا با وجود آمدن نيروي اصطكاك بي‌حركت باقي ‌بماند.لذا با به دست آوردن (a=-2) نشان مي‌دهد جسم به سمت پايين مي‌لغزد كه اين يك تناقص است و جسم بي‌تحرك باقي مي‌ماند.

ج: F=120N

جسم با شتاب به سمت بالا حركت مي‌كند.

پرسش: شخصي به طور عمودي كتابي را روي ديوار مي‌فشارد اگر اين شخص بر نيروي خود بيافزايد نيروي اصطكاك چه تغييري مي‌كند؟

بررسي حركت اجسام در راستاي قائم

در اين قسمت حركت اجسام در راستاي قائم را بررسي مي‌كنيم. در اين نوع حركت دو حالت بررسي مي‌شود. يكي حركتي كه مقاومت هوا موجود نباشد و ديگري حالتي كه مقاومت هوا موجود باشد. نخست حركت اجسام بدون مقاومت هوا را بررسي مي‌كنيم:

سه حالت رخ مي‌دهد.

جسم به سمت بالا حركت مي‌كند. 

جسم به سمت پايين حركت مي‌كند.

جسم بدون شتاب و با سرعت ثابت به سمت بالا يا پايين حركت مي‌كند.

حال اگر مقاومت هوا موجود باشد، مانند نيروي اصطكاك مخالف جهت حركت است. بنابراين:

جسم به سمت بالا مي‌رود.

جسم به سمت پايين مي‌آيد.

 مثال: در شكل مقابل آيا مقاومت هوا موجود است در صورتيكه شتاب جسم2 متر بر ثانیه به طرف بالا باشد؟

پاسخ:                         

         

مقاومت هوا موجود است و برابر 20 نیوتن است.