Яке прискорення матимуть тіла, які знаходяться на похилій площині, якщо маса вантажу становить 20 кг, маса тіла, підвішеного на шнурі, становить 4 кг, кут нахилу площини - 30°, а коефіцієнт тертя - 0.2?
Викторович
Для решения данной задачи, мы можем использовать второй закон Ньютона, который гласит: сила равна произведению массы на ускорение.
1. Найдем вес вантажа. Вес (F) находится умножением массы (m) на ускорение свободного падения (g), которое принимается равным приближенно 9.8 м/с².
F = m * g
В данном случае масса вантажа составляет 20 кг, поэтому:
F = 20 кг * 9.8 м/с² = 196 Н
2. Разложим силу F по направлениям на плоскости: перпендикулярному наклону и вдоль наклона.
F_перп = F * sin(θ)
F_пар = F * cos(θ)
Где θ - угол наклона плоскости, который в данной задаче составляет 30°.
F_перп = 196 Н * sin(30°) ≈ 98 Н
F_пар = 196 Н * cos(30°) ≈ 169.4 Н
3. Теперь мы можем рассмотреть силы, действующие на тело, подвешенное на шнуре. Поскольку подвешенное тело находится в равновесии, сумма всех сил, действующих на него, должна быть равна нулю.
Силы, действующие на него: натяжение шнура (T) и вес тела (m * g).
T + m * g = 0
T = -m * g
В данном случае масса тела, подвешенного на шнуре, составляет 4 кг, поэтому:
T = -4 кг * 9.8 м/с² ≈ -39.2 Н
4. Теперь мы можем определить ускорение тела на плоскости. Сила трения (F_тр) действует в направлении противоположном движению тела по плоскости и определяется как произведение коэффициента трения (μ) на нормальную силу (F_перп).
F_тр = μ * F_перп
В данном случае коэффициент трения составляет 0.2, поэтому:
F_тр = 0.2 * 98 Н ≈ 19.6 Н
5. Применяем второй закон Ньютона для тела, находящегося на плоскости:
ΣF = m * a
Где ΣF - сумма всех сил, действующих на тело, m - масса тела, a - ускорение тела.
ΣF = F_пар - F_тр
F_пар - F_тр = m * a
169.4 Н - 19.6 Н = (20 кг + 4 кг) * a
149.8 Н = 24 кг * a
a = 149.8 Н / 24 кг ≈ 6.24 м/с²
Таким образом, тела, находящиеся на похилой плоскости, будут иметь ускорение около 6.24 м/с².
1. Найдем вес вантажа. Вес (F) находится умножением массы (m) на ускорение свободного падения (g), которое принимается равным приближенно 9.8 м/с².
F = m * g
В данном случае масса вантажа составляет 20 кг, поэтому:
F = 20 кг * 9.8 м/с² = 196 Н
2. Разложим силу F по направлениям на плоскости: перпендикулярному наклону и вдоль наклона.
F_перп = F * sin(θ)
F_пар = F * cos(θ)
Где θ - угол наклона плоскости, который в данной задаче составляет 30°.
F_перп = 196 Н * sin(30°) ≈ 98 Н
F_пар = 196 Н * cos(30°) ≈ 169.4 Н
3. Теперь мы можем рассмотреть силы, действующие на тело, подвешенное на шнуре. Поскольку подвешенное тело находится в равновесии, сумма всех сил, действующих на него, должна быть равна нулю.
Силы, действующие на него: натяжение шнура (T) и вес тела (m * g).
T + m * g = 0
T = -m * g
В данном случае масса тела, подвешенного на шнуре, составляет 4 кг, поэтому:
T = -4 кг * 9.8 м/с² ≈ -39.2 Н
4. Теперь мы можем определить ускорение тела на плоскости. Сила трения (F_тр) действует в направлении противоположном движению тела по плоскости и определяется как произведение коэффициента трения (μ) на нормальную силу (F_перп).
F_тр = μ * F_перп
В данном случае коэффициент трения составляет 0.2, поэтому:
F_тр = 0.2 * 98 Н ≈ 19.6 Н
5. Применяем второй закон Ньютона для тела, находящегося на плоскости:
ΣF = m * a
Где ΣF - сумма всех сил, действующих на тело, m - масса тела, a - ускорение тела.
ΣF = F_пар - F_тр
F_пар - F_тр = m * a
169.4 Н - 19.6 Н = (20 кг + 4 кг) * a
149.8 Н = 24 кг * a
a = 149.8 Н / 24 кг ≈ 6.24 м/с²
Таким образом, тела, находящиеся на похилой плоскости, будут иметь ускорение около 6.24 м/с².
Знаешь ответ?