сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 521
i

Тело при­вя­за­но к при­би­то­му к доске гвоз­ди­ку нит­кой длины L. Доска на­кло­не­на к го­ри­зон­ту на угол  альфа = 30 гра­ду­сов. Тело от­пу­сти­ли из по­ло­же­ния, когда нитка была рас­тя­ну­та го­ри­зон­таль­но вдоль доски. При каком мак­си­маль­ном ко­эф­фи­ци­ен­те тре­ния тела о доску оно со­скольз­нет по дуге окруж­но­сти до ниж­ней точки? Ответ при­ве­сти с точ­но­стью до трех зна­ча­щих цифр.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Дви­же­ние может на­чать­ся при вы­пол­не­нии усло­вия m g синус альфа боль­ше \mu m g ко­си­нус альфа , или \mu мень­ше тан­генс альфа , где m  — масса тела, \mu  — ко­эф­фи­ци­ент тре­ния. Когда тело прой­дет чет­верть окруж­но­сти, сила тре­ния со­вер­шит ра­бо­ту A_\mathrmp=\mu m g умно­жить на ко­си­нус альфа умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2 Пи L, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , так как сила тре­ния на­прав­ле­на про­тив пе­ре­ме­ще­ния сколь­зя­ще­го тела. За­пи­шем из­ме­не­ние энер­гии си­сте­мы для слу­чая, когда тело оста­нав­ли­ва­ет­ся в ниж­ней точке m g L умно­жить на синус альфа =A_\text тр , или m g L умно­жить на синус альфа =\mu m g умно­жить на ко­си­нус альфа умно­жить на дробь: чис­ли­тель: Пи L, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , от­ку­да  тан­генс альфа =\mu умно­жить на дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . То есть тело до­е­ха­ло бы до ниж­ней точки при \mu мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: Пи конец дроби тан­генс альфа \approx 0,368. Это зна­че­ние мень­ше, чем усло­вие ска­ты­ва­ния и оно яв­ля­ет­ся до­ста­точ­ным.

 

Ответ: 0,368.

Классификатор: Ме­ха­ни­ка. Дви­же­ние тел по на­клон­ной плос­ко­сти