Какой должен быть коэффициент трения между наклонной плоскостью и телом, если угол при основании плоскости равен 20 градусов и тело покоится под воздействием силы трения такой же по модулю, как при угле наклона плоскости 47 градусов? Ответ округлите до десятых долей.
Мистический_Жрец
Для решения этой задачи воспользуемся условием равновесия для тела, находящегося на наклонной плоскости.
Сила трения \( F_{тр} \) между телом и плоскостью направлена вдоль плоскости в противоположную сторону от движения тела. Она равна произведению коэффициента трения \( \mu \) и нормальной реакции \( N \) соответственно:
\[ F_{тр} = \mu \cdot N \]
Из геометрических соотношений для прямоугольного треугольника, образованного наклонной плоскостью, находим:
\[ N = mg \cdot \cos \alpha \]
где \( m \) - масса тела, \( g \) - ускорение свободного падения, \( \alpha \) - угол наклона плоскости.
Таким образом, сила трения может быть записана как:
\[ F_{тр} = \mu \cdot mg \cdot \cos \alpha \]
Из условия задачи, сила трения равна при угле наклона плоскости 47 градусов:
\[ F_{тр} = \mu \cdot mg \cdot \cos 47^{\circ} \]
Также у нас есть информация о силе трения при угле наклона плоскости 20 градусов, которая также равна по модулю:
\[ F_{тр} = \mu \cdot mg \cdot \cos 20^{\circ} \]
Поскольку силы трения равны по модулю, мы можем приравнять выражения:
\[ \mu \cdot mg \cdot \cos 47^{\circ} = \mu \cdot mg \cdot \cos 20^{\circ} \]
Сокращая \( mg \), получим:
\[ \cos 47^{\circ} = \cos 20^{\circ} \]
Используя тригонометрическую формулу, выразим коэффициент трения \( \mu \):
\[ \mu = \frac{{\cos 20^{\circ}}}{{\cos 47^{\circ}}} \]
Вычислив данное выражение, округлим результат до десятых долей. Давайте произведем вычисления:
Сила трения \( F_{тр} \) между телом и плоскостью направлена вдоль плоскости в противоположную сторону от движения тела. Она равна произведению коэффициента трения \( \mu \) и нормальной реакции \( N \) соответственно:
\[ F_{тр} = \mu \cdot N \]
Из геометрических соотношений для прямоугольного треугольника, образованного наклонной плоскостью, находим:
\[ N = mg \cdot \cos \alpha \]
где \( m \) - масса тела, \( g \) - ускорение свободного падения, \( \alpha \) - угол наклона плоскости.
Таким образом, сила трения может быть записана как:
\[ F_{тр} = \mu \cdot mg \cdot \cos \alpha \]
Из условия задачи, сила трения равна при угле наклона плоскости 47 градусов:
\[ F_{тр} = \mu \cdot mg \cdot \cos 47^{\circ} \]
Также у нас есть информация о силе трения при угле наклона плоскости 20 градусов, которая также равна по модулю:
\[ F_{тр} = \mu \cdot mg \cdot \cos 20^{\circ} \]
Поскольку силы трения равны по модулю, мы можем приравнять выражения:
\[ \mu \cdot mg \cdot \cos 47^{\circ} = \mu \cdot mg \cdot \cos 20^{\circ} \]
Сокращая \( mg \), получим:
\[ \cos 47^{\circ} = \cos 20^{\circ} \]
Используя тригонометрическую формулу, выразим коэффициент трения \( \mu \):
\[ \mu = \frac{{\cos 20^{\circ}}}{{\cos 47^{\circ}}} \]
Вычислив данное выражение, округлим результат до десятых долей. Давайте произведем вычисления:
Знаешь ответ?