everything maths and science - C2B2A

everything maths and science - C2B2A everything maths and science - C2B2A

03.05.2013 Views

Voorwerp op ’n skuinsvlak In ’n vroeë afdeling het ons na die komponente van gravitasiekrag parallel met en loodreg tot die helling van voorwerpe op ’n hellende vlak gekyk. Wanneer ons na probleme op ’n skuinsvlak kyk, moet ons die komponent van gravitasiekrag parallel met die helling insluit. Dink terug aan die voorstellings van die boek op die tafel. As een kant van die tafel gelig word, begin die boek afgly. Hoekom? Die boek begin gly omdat die komponent van die gravitasiekrag parallel (ewewydig) aan die tafel se oppervlak groter word as die hellingshoek vergroot. Dit is soos ’n toegepaste krag wat uiteindelik groter word as die wrywingskrag wat veroorsaak dat die boek afwaarts teen die tafel of hellende vlak versnel. Gravitasiekrag sal ook die voorwerp in die helling in stoot. Dit is die komponent van die krag loodreg tot die helling of skuinste. Daar is nie beweging in hierdie rigting nie, aangesien die krag deur die helling wat opwaarts teen die voorwerp stoot, gebalanseer word. Die “stootkrag” is die normaalkrag (N) waarvan ons alreeds geleer het en dit is gelyk in grootte aan die loodregte komponent van die gravitasiekrag, maar in die teenoorgestelde rigting. horisontale komponent parallel aan die vlak Fg sin(θ) θ θ Fg θ Fg Vlakwrywing vertikale komponent loodreg op die vlak Fg cos(θ) Fg cos(θ) Fg sin(θ) Sien simulasie: 26SG op www.everythingscience.co.za Uitgewerkte voorbeeld 14: Newton se tweede wet: ’n Liggaam op ’n skuinsvlak VRAAG ’n Liggaam met ’n massa M is in rus op ’n skuinsvlak as gevolg van wrywing. θ Hoofstuk 2. Newton se wette WENK Moenie die afkorting W vir gewig gebruik nie want dit word vir ’arbeid’ gebruik. Gebruik die gravitasiekrag Fg vir gewig. 93

Watter een van die volgende is die grootte van die wrywingskrag wat op die liggaam inwerk? 1. Fg 2. Fg cos(θ) 3. Fg sin(θ) 4. Fg tan(θ) OPLOSSING Stap 1: Analiseer die situasie Die vraag vra dat ons die grootte van die wrywingskrag moet bepaal. Die liggaam is in rus op die vlak, wat beteken dat dit nie beweeg nie en die versnelling dus nul is. Ons weet dat die wrywingskrag parallel met die helling sal werk. As daar nie wrywing is nie, sal die massa teen die helling (of skuinste) afgly. Daar moet dus wrywing op die helling wees. Ons weet ook dat daar ’n komponent van gravitasie loodreg tot en parallel met die helling is. Die vryliggaamdiagram van kragte wat op die voorwerp inwerk is: N Fg Ff θ Fg cos(θ) Fg sin(θ) Stap 2: Bepaal die grootte van die wrywingskrag Ons kan Newton se tweede wet op die probleem toepas. Ons weet dat die voorwerp nie beweeg nie, daarom is die resultante versnelling nul. Ons kies teen die helling op om die positiewe rigting te wees. Daarom: FR = m a maak gebruik van tekens vir rigting Ff − Fg sin(θ) =m(0) Ff − Fg sin(θ) =m(0) Ff = Fg sin(θ) Stap 3: Skryf jou finale antwoord neer Die wrywingskrag het dieselfde grootte as die komponent van die kragte parallel met die helling, Fg sin(θ). 94 2.3. Newton se wette

Watter een van die volgende is die grootte van die wrywingskrag wat op die liggaam<br />

inwerk?<br />

1. Fg<br />

2. Fg cos(θ)<br />

3. Fg sin(θ)<br />

4. Fg tan(θ)<br />

OPLOSSING<br />

Stap 1: Analiseer die situasie<br />

Die vraag vra dat ons die grootte van die wrywingskrag moet bepaal. Die liggaam is<br />

in rus op die vlak, wat beteken dat dit nie beweeg nie en die versnelling dus nul is.<br />

Ons weet dat die wrywingskrag parallel met die helling sal werk. As daar nie wrywing<br />

is nie, sal die massa teen die helling (of skuinste) afgly. Daar moet dus wrywing op<br />

die helling wees. Ons weet ook dat daar ’n komponent van gravitasie loodreg tot en<br />

parallel met die helling is. Die vryliggaamdiagram van kragte wat op die voorwerp<br />

inwerk is:<br />

N<br />

Fg<br />

Ff<br />

θ<br />

Fg cos(θ)<br />

Fg sin(θ)<br />

Stap 2: Bepaal die grootte van die wrywingskrag<br />

Ons kan Newton se tweede wet op die probleem toepas. Ons weet dat die voorwerp<br />

nie beweeg nie, daarom is die resultante versnelling nul. Ons kies teen die helling op<br />

om die positiewe rigting te wees. Daarom:<br />

FR = m a maak gebruik van tekens vir rigting<br />

Ff − Fg sin(θ) =m(0)<br />

Ff − Fg sin(θ) =m(0)<br />

Ff = Fg sin(θ)<br />

Stap 3: Skryf jou finale antwoord neer<br />

Die wrywingskrag het dieselfde grootte as die komponent van die kragte parallel met<br />

die helling, Fg sin(θ).<br />

94 2.3. Newton se wette

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!