infist

บทที่ 3 · แรงและกฎการเคลื่อนที่

Problem 3.55 Challenge

หัวข้อ: แรงเสียดทาน (Forces of Friction)

จากรูปด้านล่าง ถ้าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตระหว่างมวล M กับมวล m เท่ากับ μ₁ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานจลน์ระหว่างพื้นกับมวล M เท่ากับ μ₂ จงหา แรง F มากที่สุดที่ทำให้มวลทั้งสองเคลื่อนที่ติดไปด้วยกัน?
รูปประกอบโจทย์ 3.55
รูปประกอบโจทย์ 3.55
รูปประกอบโจทย์ 3.55
คำตอบ
\(\therefore F =\frac{(\mu _{1} - \mu _{2})(m + M)mg}{M}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

พิจารณา F.B.D. ของมวล m

จาก \(ΣF_{y}= ma_{y}\)

a

\(n - mg = m(0)\)

F

\(f_{1}n = mg\)

mg

จาก \(ΣF_{x}= ma_{x}\)

n

\(F - f_{1} = ma\)

\(F - \mu _{1}n = ma\)

\(F - \mu _{1}mg = ma\cdots \cdots (1)\)

พิจารณา F.B.D. ของมวล M

จาก \(ΣF_{y}= ma_{y}\)

\(\frac{a}{n}\)

\(N - n - Mg = M(0)\)

\(N = n + Mg\)

f₁

\(N = mg + Mg\)

f₂

จาก \(ΣF_{x}= ma_{x}\)

Mg

\(Nf_{1} - f_{2} = Ma\)

\(\mu _{1}n - \mu _{2}N = Ma\)

\(\mu _{1}(mg) - \mu _{2}(mg + Mg) = Ma\cdots \cdots (2)\)

\((1)/(2)\) จะได้ \(\frac{F - \mu _{1}mg}{\mu _{1}(mg) - \mu _{2}(mg + Mg)}=\frac{ma}{Ma}\)

\(\mu _{1}m^{2}g - \mu _{2}m^{2}g + \mu _{2}mMg = MF - \mu _{1}mMg\)

\(\therefore F =\frac{(\mu _{1} - \mu _{2})(m + M)mg}{M}\;\blacksquare\)

โจทย์อื่นในหัวข้อ แรงเสียดทาน (Forces of Friction)
3.40 3.41 3.42 3.43 3.44 3.45 3.46 3.47 3.48 3.49 3.50 3.51