Каков модуль минимальной внешней силы, необходимой для того, чтобы тело, находящееся на наклонной плоскости под углом

Каков модуль минимальной внешней силы, необходимой для того, чтобы тело, находящееся на наклонной плоскости под углом альфа к горизонту и имеющее массу m, оставалось в покое? Между телом и плоскостью действует коэффициент трения скольжения, равный мю. Если не приложить эту силу, то тело начнет соскальзывать.
Zvezdnaya_Galaktika

Zvezdnaya_Galaktika

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся знания о силе трения и равновесии. Для начала, рассмотрим свободное тело на наклонной плоскости. Вертикальная составляющая силы тяжести \(F_{\text{тяж}}\) будет равна \(m \cdot g \cdot \cos(\alpha)\), где \(m\) - масса тела, \(g\) - ускорение свободного падения, \(\alpha\) - угол наклона плоскости относительно горизонта.

Также, горизонтальная составляющая силы тяжести \(F_{\text{тяж}}\) будет равна \(m \cdot g \cdot \sin(\alpha)\).

Для того чтобы тело оставалось в покое на наклонной плоскости, сумма горизонтальных сил должна быть равна нулю. Это означает, что горизонтальная составляющая силы тяжести должна быть скомпенсирована другими силами.

Одна из таких сил - это сила трения \(F_{\text{тр}}\), которая действует между телом и плоскостью. Модуль силы трения определяется как произведение коэффициента трения скольжения \(\mu\) на модуль нормальной силы \(N\). Модуль нормальной силы равен \(N = m \cdot g \cdot \cos(\alpha)\).

Таким образом, модуль силы трения будет равен \(F_{\text{тр}} = \mu \cdot N = \mu \cdot m \cdot g \cdot \cos(\alpha)\).

Из условия задачи следует, что сумма всех горизонтальных сил равна нулю, поэтому модуль требуемой внешней силы \(F_{\text{внеш}}\) должен быть равен модулю силы трения:

\[F_{\text{внеш}} = F_{\text{тр}} = \mu \cdot m \cdot g \cdot \cos(\alpha)\].

Таким образом, модуль минимальной внешней силы, необходимой для того, чтобы тело оставалось в покое на наклонной плоскости, равен \(\mu \cdot m \cdot g \cdot \cos(\alpha)\). Эта сила компенсирует горизонтальную составляющую силы тяжести и предотвращает начало соскальзывания тела.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello