Решение! Чтобы груз равномерно перемещался по столу, можно прикладывать либо горизонтальную силу 12 Н, либо силу 11 Н, направленную вверх под углом 30° к горизонту. а) Каковы значения коэффициента трения между грузом и столом? Какова масса груза? б) Какова величина нормальной реакции опоры, когда сила направлена вверх под углом 30° к горизонту? 23. Дед Мороз тянет сани массой 10 кг, на которых находится мешок с подарками массой 20 кг. Угол наклона верёвки, привязанной к саням, составляет 20° относительно горизонта. Коэффициент трения между санками и снегом равен 0,2. Сани движутся равномерно со скоростью
Lastik
а) Для решения первой части задачи нам необходимо определить значения коэффициента трения между грузом и столом, а также массу груза.
Используя первую силу, 12 Н, мы можем рассчитать коэффициент трения \( \mu \) следующим образом:
Уравнение силы трения:
\[ F_{трения} = \mu \cdot F_{нормальная} \]
Где \( F_{трения} \) - сила трения, а \( F_{нормальная} \) - нормальная реакция опоры, перпендикулярная к поверхности стола.
Так как груз равномерно перемещается по столу, то сумма сил в горизонтальном направлении должна быть равна нулю:
\[ F_{трения} - F_{горизонтальная} = 0 \]
Подставляем известные значения:
\[ \mu \cdot F_{нормальная} - 12 \, Н = 0 \]
Теперь рассмотрим вторую силу, 11 Н, направленную вверх под углом 30° к горизонту. В данном случае, фактором, влияющим на равномерное перемещение груза, является горизонтальная составляющая этой силы. Рассчитаем эту составляющую:
\[ F_{горизонтальная} = F_{вверх} \cdot \cos(30^\circ) \]
Теперь, используя полученное значение для силы в горизонтальном направлении и ранее полученное уравнение для силы трения, мы можем определить значение коэффициента трения \( \mu \):
\[ \mu \cdot F_{нормальная} - F_{вверх} \cdot \cos(30^\circ) = 0 \]
После определения значения коэффициента трения, мы можем перейти ко второй части задачи и определить массу груза.
b) Для решения второй части задачи нам необходимо определить величину нормальной реакции опоры, когда сила направлена вверх под углом 30° к горизонту.
Используем второй закон Ньютона для оси Y:
\[ F_{вертикальная} + F_{нормальная} \cdot \cos(30^\circ) - m \cdot g = 0 \]
Где \( F_{вертикальная} \) - вертикальная составляющая силы, \( m \) - масса груза, а \( g \) - ускорение свободного падения.
Заметим, что вертикальная составляющая силы равна нулю:
\[ F_{вертикальная} = F_{вверх} \cdot \sin(30^\circ) \]
Продолжаем подставлять известные значения:
\[ F_{вверх} \cdot \sin(30^\circ) + F_{нормальная} \cdot \cos(30^\circ) - m \cdot g = 0 \]
Мы знаем, что \( F_{вертикальная} \) равна нулю, так как груз движется равномерно, а значит в сумме сил по вертикали нет ускорения.
На данном этапе мы можем решить уравнение относительно \( F_{нормальная} \) и получить значение нормальной реакции опоры.
После этого, когда у нас есть значения коэффициента трения и нормальной реакции опоры, можно перейти к решению следующей задачи.
Используя первую силу, 12 Н, мы можем рассчитать коэффициент трения \( \mu \) следующим образом:
Уравнение силы трения:
\[ F_{трения} = \mu \cdot F_{нормальная} \]
Где \( F_{трения} \) - сила трения, а \( F_{нормальная} \) - нормальная реакция опоры, перпендикулярная к поверхности стола.
Так как груз равномерно перемещается по столу, то сумма сил в горизонтальном направлении должна быть равна нулю:
\[ F_{трения} - F_{горизонтальная} = 0 \]
Подставляем известные значения:
\[ \mu \cdot F_{нормальная} - 12 \, Н = 0 \]
Теперь рассмотрим вторую силу, 11 Н, направленную вверх под углом 30° к горизонту. В данном случае, фактором, влияющим на равномерное перемещение груза, является горизонтальная составляющая этой силы. Рассчитаем эту составляющую:
\[ F_{горизонтальная} = F_{вверх} \cdot \cos(30^\circ) \]
Теперь, используя полученное значение для силы в горизонтальном направлении и ранее полученное уравнение для силы трения, мы можем определить значение коэффициента трения \( \mu \):
\[ \mu \cdot F_{нормальная} - F_{вверх} \cdot \cos(30^\circ) = 0 \]
После определения значения коэффициента трения, мы можем перейти ко второй части задачи и определить массу груза.
b) Для решения второй части задачи нам необходимо определить величину нормальной реакции опоры, когда сила направлена вверх под углом 30° к горизонту.
Используем второй закон Ньютона для оси Y:
\[ F_{вертикальная} + F_{нормальная} \cdot \cos(30^\circ) - m \cdot g = 0 \]
Где \( F_{вертикальная} \) - вертикальная составляющая силы, \( m \) - масса груза, а \( g \) - ускорение свободного падения.
Заметим, что вертикальная составляющая силы равна нулю:
\[ F_{вертикальная} = F_{вверх} \cdot \sin(30^\circ) \]
Продолжаем подставлять известные значения:
\[ F_{вверх} \cdot \sin(30^\circ) + F_{нормальная} \cdot \cos(30^\circ) - m \cdot g = 0 \]
Мы знаем, что \( F_{вертикальная} \) равна нулю, так как груз движется равномерно, а значит в сумме сил по вертикали нет ускорения.
На данном этапе мы можем решить уравнение относительно \( F_{нормальная} \) и получить значение нормальной реакции опоры.
После этого, когда у нас есть значения коэффициента трения и нормальной реакции опоры, можно перейти к решению следующей задачи.
Знаешь ответ?