Bardzo często rozwiązując zadania z fizyki zaniedbujemy wpływ sił tarcia na ruch ciała, bądź układu ciał. W praktyce jednak, czy nam się to podoba, czy nie, siły tarcia są nieodłączną częścią naszej codzienności, dzięki którym możliwy jest np. ruch samochodów, czy statków. W artykule tym zajmiemy się opisem siły tarcia statycznego i kinetycznego występujących pomiędzy dwoma suchymi powierzchniami.
Rzut ukośny to przykład ruchu ciała odbywającego się w dwóch wymiarach przestrzeni: w płaszczyźnie poziomej x oraz w płaszczyźnie pionowej y. Jeżeli pominiemy opór powietrza, wówczas, jak się za chwilę przekonasz, ruch ciała w kierunku poziomym odbywa się ze stałą prędkością Vx = V0x (przyspieszenie w tym kierunku jest równe a = 0 m/s2), z kolei ruch w kierunku pionowym – ze zmienną prędkością Vy (ciało porusza się w pionie ze stałym przyspieszeniem ziemskim $\vec{g}$). Dla lepszego zobrazowania opisanej sytuacji stworzono poniższy rysunek:
Ciało o masie 4 kg rozpędzało się przez 6 sekund od prędkości V1 = 12 m/s do prędkości V2 = 36 m/s. Przez następne 4 sekundy poruszało się z prędkością V2, a następnie w ciągu 2 sekund wyhamowało do prędkości V3 = 0 m/s. Oblicz całkowitą drogę s oraz wartość sił powodujących rozpędzanie oraz hamowanie ciała.
Statek kosmiczny o masie 50 ton po wyłączeniu silników przeleciał w pobliżu Marsa. W pewnej chwili t0 przelatywał na wysokości 500 km nad powierzchnią tej planety. Masa Marsa MM wynosi 6,4 ⋅ 1023 kg, a jego promień rM = 3,4 ⋅ 106 m. Oblicz prędkość ucieczki statku kosmicznego, czyli minimalną prędkość początkową jaką statek musiałby uzyskać na podanej wysokości, aby oddalić się z wyłączonymi silnikami na dowolnie dużą odległość od Marsa.
Układ klocek – sprężyna wykonuje drgania harmoniczne tłumione. Oblicz stosunek amplitudy drgań po wykonaniu 30 pełnych drgań do początkowej amplitudy. Masa klocka m = 0,5 kg, stała sprężystości k = 400 N/m, stała tłumienia b = 0,15 kg/s.
Oscylator harmoniczny, którego drgania, a dokładniej amplituda drgań, ulegają osłabieniu na skutek działania sił zewnętrznych (np. sił oporu) nazywamy oscylatorem harmonicznym tłumionym. Drgania wykonywane przez taki oscylator nazywane są dlatego drganiami tłumionymi. Prostym przykładem takiego oscylatora jest układ przedstawiony na poniższym rysunku, składający się ze sprężyny o stałej sprężystości k oraz ciężarka o masie m zanurzonego w cieczy.