Какое будет ускорение двух тел, каждое имеющее массу m1= 3 кг и m2 = 2 кг, если они соединены идеальной нитью

Какое будет ускорение двух тел, каждое имеющее массу m1= 3 кг и m2 = 2 кг, если они соединены идеальной нитью, перекинутой через невесомый блок, который закреплен у вершины призмы, грани которой образуют две наклонные плоскости? Известно, что углы у основания призмы равны α1= 60 ° и α2= 30° соответственно, а коэффициент трения скольжения равен μ = 0,2.​
Лесной_Дух_3841

Лесной_Дух_3841

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать законы Ньютона и применить их к каждому из тел.

Начнем с тела массой \( m_1 = 3 \) кг. Вертикальная составляющая силы, действующей на это тело, будет равна проекции силы тяжести. Так как мы знаем, что сила тяжести равна \( F = m \cdot g \), где \( g \) - ускорение свободного падения (примерно равное 9,8 м/с²), вертикальная составляющая силы тяжести будет равна \( F_1 = m_1 \cdot g \).

Сила трения между скользящим телом и наклонной плоскостью определяется формулой \( F_{тр} = \mu \cdot N \), где \( \mu \) - коэффициент трения, \( N \) - нормальная сила. Нормальная сила может быть найдена из равновесия сил по вертикальной оси, так как тело находится в состоянии покоя в направлении, перпендикулярном плоскости. Итак, вертикальная составляющая силы трения будет равна \( F_{тр1} = \mu \cdot N \).

Теперь взглянем на горизонтальную составляющую силы трения. Она будет компенсировать составляющую силы тяжести, параллельную плоскости. Согласно условию задачи, ускорение тела \( m_1 \) будет равно \( a \). Следовательно, горизонтальная составляющая силы трения будет равна \( F_{тр1гор} = m_1 \cdot a \).

Таким образом, мы получаем систему уравнений:
\[
\begin{align*}
F_{тр1} &= \mu \cdot N \\
F_{тр1гор} &= m_1 \cdot a \\
F_1 - F_{тр1} &= m_1 \cdot g \\
\end{align*}
\]

Перейдем к решению системы. Первое уравнение можно записать в виде \( \mu \cdot N = m_1 \cdot g \), а второе уравнение можно записать в виде \( m_1 \cdot a = \mu \cdot N \). Подставим значение \( N \) из первого уравнения во второе:

\[
m_1 \cdot a = m_1 \cdot g \implies a = g
\]

Таким образом, ускорение первого тела будет равно \( a = g = 9,8 \) м/с².

Теперь перейдем ко второму телу массой \( m_2 = 2 \) кг. Аналогично, вертикальная составляющая силы тяжести будет равна \( F_2 = m_2 \cdot g \), и вертикальная составляющая силы трения будет равна \( F_{тр2} = \mu \cdot N \). Однако, в отличие от первого тела, горизонтальная составляющая силы трения будет компенсировать вертикальную составляющую силы тяжести, параллельную плоскости, так как тело находится в состоянии покоя. Таким образом, второе тело будет оставаться на месте и не будет иметь горизонтальное ускорение.

Таким образом, ускорение второго тела будет равно нулю, \( a = 0 \).

В результате, ускорение первого тела \( m_1 = 3 \) кг будет равно \( a = 9,8 \) м/с², а ускорение второго тела \( m_2 = 2 \) кг будет равно \( a = 0 \) м/с².
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello