درشكل مقابل تصويريك موشك رامشاهده مي كنيد.براساس قانون سوم نيوتن چگونگي حركت آنرا توجيه كنيد.

جواب:

سوخت موشك هنگام اشتعال درمحفظه خود در زمان كوتاهي حجم بسيار زيادي پيدا مي كند . درنتيجه گاز مشتعل با سرعت زيادي ازقسمت پايين موشك به بيرون رانده مي شود و هنگام خروج ضربه مداوم و شديدي به موشك و به طرف بالا وارد مي سازد كه مساوي فشار و ضربه خروج گاز ولي مخالف جهت آن يعني به طرف پايين است . در اثر همين نيروي واكنش موشك به جلو (يعني به طرف بالا)رانده مي شود.

 

مثال:

جسمي به جرم 20kg روي يك سطح افقي باضريب اصطكاك ايستايي 0.3وضريب اصطكاك جنبشي 0.2قراردارد.مطابق شكل نيروسنجي رابه جسم وصل مي كنيم وآنرامي كشيم:

الف)نخست بانيرويي برابر 50Nجسم رامي كشيم.آياجسم شروع به حركت مي كند؟دراين حالت نيروي اصطكاك بين جسم و سطح چقدر است؟

ب)نيروي وارد برجسم رابه100N مي رسانيم،دراين حالت نيروي اصطكاك چقدر است؟ شتاب جسم رادراين حالت حساب كنيد.

جواب:

الف)براي آنكه جسم به حركت در آيد بايد نيروي وارد بر آن از نيروي اصطكاك در آستانه حركت بيشتر باشد.خواهيم داشت:

دراين حالت چون نيروي وارد شده از نيروي اصطكاك در آستانه حركت كمتر است، جسم ساكن مي ماند و درنتيجه شتاب حركت آن صفر است.نيروي اصطكاك بين جسم وسطح نيزدراين حالت برابراست با:

 

 

ب)دراين حالت چون نيروي وارد شده ازنيروي اصطكاك در آستانه حركت بيشتر است،جسم حركت مي كند و نيروي اصطكاك،جنبشي است.خواهيم داشت:

 

 

جسمي را روي سطح افقي قراردهيد و آنرا با نيروي اندك بكشيد و بتدريج نيروي كشش را افزايش دهيد تا اين كه جسم در آستانه حركت قرار گيرد و سپس حركت كند.حال به طور كيفي نمودار تغييرات نيروي اصطكاك را برحسب نيروي كشش،رسم كنيد.

جواب:

وقتي به جسم نيرووارد نمي شود،نيروي اصطكاك نيزبرابرصفراست.باواردشدن نيرويF به جسم،نيروي اصطكاك( f )نيزازطرف سطح وبرابرF ودرخلاف جهت ان به جسم وارد مي شود.باافزايش F ،f نيز افزايش مي يابد و همچنان رابطه برقرار مي ماند.با شروع حركت جسم،   تقريبا ثابت مي ماند.(اندكي نيزكاهش پيدامي كند)،هرچند اگر  F به افزايش خود ادامه دهد.دراين حال رابطه (F)   برقرار است.درنتيجه نموداركيفي مقابل حاصل مي شود.