Osoba u prvome slučaju (slika 1.) povlači, a u drugome (slika 2.) gura kutiju silama $F$ jednakoga iznosa. U obama je slučajevima kut sile u odnosu na horizontalu jednak $25^\circ$ i kutije su prešle jednaki put. Koja je od navedenih tvrdnja točna za radove sile trenja $W_{\text{tr}_1}$ i $W_{\text{tr}_2}$ i iznose sile trenja $F_{\text{tr}_1}$ i $F_{\text{tr}_2}$ u prvome i drugome slučaju?

A
$W_{\text{tr}_1} = W_{\text{tr}_2}$, $F_{\text{tr}_1} = F_{\text{tr}_2}$
B
$W_{\text{tr}_1} = W_{\text{tr}_2}$, $F_{\text{tr}_1} < F_{\text{tr}_2}$
C
$W_{\text{tr}_1} < W_{\text{tr}_2}$, $F_{\text{tr}_1} = F_{\text{tr}_2}$
D
$W_{\text{tr}_1} < W_{\text{tr}_2}$, $F_{\text{tr}_1} < F_{\text{tr}_2}$
Rješenje
Rješenje je skriveno. Klikni gumb iznad za prikaz.
Točan odgovor
D
Postupak rješavanja
Iznos sile trenja ovisi o faktoru trenja $\mu$ i pritisnoj sili podloge $F_p$ prema relaciji $F_{\text{tr}} = \mu F_p$.
Kako bismo usporedili sile trenja, analiziramo vertikalnu ravnotežu sila za oba slučaja:
U prvom slučaju vučna sila djeluje pod kutom iznad horizontale, pa njezina vertikalna komponenta djeluje prema gore i time smanjuje pritisak tijela na podlogu, $F_{p1} = mg - F\sin 25^{\circ}$.
U drugom slučaju sila guranja djeluje pod kutom ispod horizontale, pa njezina vertikalna komponenta djeluje prema dolje i time povećava pritisak na podlogu, $F_{p2} = mg + F\sin 25^{\circ}$.
Budući da vrijedi $F_{p1} < F_{p2}$, slijedi da je sila trenja manja u prvom slučaju, $F_{\text{tr1}} < F_{\text{tr2}}$.
Rad sile trenja po iznosu definiran je kao umnožak sile trenja i prijeđenog puta, $W_{\text{tr}} = F_{\text{tr}} s$. Kako su prijeđeni putovi u oba slučaja jednaki ($s_1 = s_2$), izvršeni rad po iznosu manji je u prvom slučaju, $W_{\text{tr1}} < W_{\text{tr2}}$.
Odgovor: D
Kako bismo usporedili sile trenja, analiziramo vertikalnu ravnotežu sila za oba slučaja:
U prvom slučaju vučna sila djeluje pod kutom iznad horizontale, pa njezina vertikalna komponenta djeluje prema gore i time smanjuje pritisak tijela na podlogu, $F_{p1} = mg - F\sin 25^{\circ}$.
U drugom slučaju sila guranja djeluje pod kutom ispod horizontale, pa njezina vertikalna komponenta djeluje prema dolje i time povećava pritisak na podlogu, $F_{p2} = mg + F\sin 25^{\circ}$.
Budući da vrijedi $F_{p1} < F_{p2}$, slijedi da je sila trenja manja u prvom slučaju, $F_{\text{tr1}} < F_{\text{tr2}}$.
Rad sile trenja po iznosu definiran je kao umnožak sile trenja i prijeđenog puta, $W_{\text{tr}} = F_{\text{tr}} s$. Kako su prijeđeni putovi u oba slučaja jednaki ($s_1 = s_2$), izvršeni rad po iznosu manji je u prvom slučaju, $W_{\text{tr1}} < W_{\text{tr2}}$.
Odgovor: D