Какая масса тела mmin должна быть, чтобы движение доски по наклонной плоскости стало равномерным, если на наклонную плоскость, составляющую угол альфа с горизонтом, ускорено скользит доска массой m, а коэффициент трения доски о плоскость равен f, и на доску кладут тело массой m, которое скользит по доске без трения?
Evgeniya
Для того чтобы движение доски по наклонной плоскости стало равномерным, необходимо, чтобы сила трения между доской и плоскостью была равна силе, которая будет приложена к доске массой .
Для начала, найдем силу трения, действующую на доску. Сила трения можно рассчитать с помощью формулы:
где - коэффициент трения доски о плоскость, а - нормальная сила, действующая на доску.
Нормальную силу можно найти, разложив гравитационную силу, действующую на доску и на тело, на составляющие:
где - масса доски, - ускорение свободного падения, а - угол наклона плоскости.
Теперь мы имеем выражение для силы трения:
Так как движение доски должно быть равномерным, сила трения должна быть равна , где - ускорение равномерного движения.
Подставим значение силы трения в равенство:
Теперь определим ускорение . Так как на доске нет трения, ускорение равно ускорению свободного падения , умноженному на синус угла наклона плоскости:
Подставим это значение в предыдущее равенство:
Теперь можно упростить выражение, поделив обе части на :
Осталось выразить :
Таким образом, масса тела должна быть равна , чтобы движение доски по наклонной плоскости стало равномерным.
Для начала, найдем силу трения, действующую на доску. Сила трения можно рассчитать с помощью формулы:
где
Нормальную силу можно найти, разложив гравитационную силу, действующую на доску и на тело, на составляющие:
где
Теперь мы имеем выражение для силы трения:
Так как движение доски должно быть равномерным, сила трения должна быть равна
Подставим значение силы трения в равенство:
Теперь определим ускорение
Подставим это значение в предыдущее равенство:
Теперь можно упростить выражение, поделив обе части на
Осталось выразить
Таким образом, масса тела
Знаешь ответ?