сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 2708
i

На не­ко­то­ром рас­сто­я­нии на го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти стола в точ­ках O1 и O2 за­креп­ле­ны два стерж­ня мас­са­ми m1 и m2 так, что могут сво­бод­но вра­щать­ся во­круг этих осей. Верх­ние концы стерж­ней уло­же­ны друг на друга таким об­ра­зом, чтобы об­ра­зо­вал­ся пря­мой угол. Стер­жень массы m1 об­ра­зу­ет угол φ с по­верх­но­стью стола. Опре­де­ли­те ко­эф­фи­ци­ент тре­ния между стерж­ня­ми, при ко­то­ром стер­жень массы m2 не упа­дет.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рас­ста­вим силы, дей­ству­ю­щие на стерж­ни (см. рис.).

Пусть F1 и F2  — силы тре­ния, дей­ству­ю­щие на со­от­вет­ству­ю­щие стерж­ни, а N1 и N2  — силы ре­ак­ции опоры со сто­ро­ны каж­до­го стреж­ня.

На концы O1 и O2 дей­ству­ют силы ре­ак­ции опоры со сто­ро­ны шар­ни­ров. Но на­прав­ле­ния этих сил нам пока не­из­вест­ны. По­это­му оси вра­ще­ния для мо­мен­тов сил вы­бе­рем в O1 и O2. Тогда

 m_1 g дробь: чис­ли­тель: l_1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус \varphi минус N_1 l_1=0.

Пусть l1  — длина стерж­ня мас­сой m1. Тогда N_1= дробь: чис­ли­тель: m_1 g, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус \varphi. И

m_2 g дробь: чис­ли­тель: l_2, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус \varphi минус F_2 l_2=0,

где l2  — длина стерж­ня мас­сой m2. Со­глас­но тре­тье­му за­ко­ну Нью­то­на \left|\overrightarrowF_2|=\left|\overrightarrowF_1|. Тогда

 F_1= дробь: чис­ли­тель: m_1 g, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус \varphi,

так как стерж­ни по­ко­ят­ся, то F_1 мень­ше или равно \mu N_1. Зна­чит,

 \mu= дробь: чис­ли­тель: F_1, зна­ме­на­тель: N_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: m_2 g, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус \varphi умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: m_1 g ко­си­нус \varphi конец дроби = дробь: чис­ли­тель: m_2, зна­ме­на­тель: m_1 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: синус \varphi, зна­ме­на­тель: ко­си­нус \varphi конец дроби = дробь: чис­ли­тель: m_2, зна­ме­на­тель: m_1 конец дроби тан­генс \varphi.

Ответ: \mu= дробь: чис­ли­тель: m_2, зна­ме­на­тель: m_1 конец дроби t g \varphi.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­нияБаллы
Рас­став­ле­ны силы, дей­ству­ю­щие на стер­жень3
По­лу­че­но  m_1 g дробь: чис­ли­тель: l_1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус \varphi минус N_1 l_1=0 3
По­лу­че­но m_2 g дробь: чис­ли­тель: l_2, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус \varphi минус F_2 l_2=0, 4
С по­мо­щью тре­тье­го за­ко­на Нью­то­на по­лу­че­но  F_1= дробь: чис­ли­тель: m_1 g, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус \varphi 3
По­лу­че­но F_1 мень­ше или равно \mu N_1 3
По­лу­чен пра­виль­ный ответ4
Мак­си­маль­ный балл20
Классификатор: Ме­ха­ни­ка. Ста­ти­ка. Рав­но­ве­сие вращ. и невращ. тел