88889.ru

Отделка плиткой и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Образец выполнения задачи 3. 1

Образец выполнения задачи 3.1

1. По шероховатой наклонной плоскости, составляющей угол α = 30° с горизонтом, опускается без начальной скорости тело. Определить, в течение какого времени тело опустится на высоту h = 10 м по вертикали, если коэффициент трения скольжения f = 0,1.

2. На тело массой m, движущееся по горизонтальной гладкой поверхности вдоль оси х, действует сила, проекция которой равна Fх = 0,25 m x. В начальный момент тело находилось в покое в точке xo = 1 м. Определить скорость тела в момент, когда координата станет равной х = 5 м.

3. Сила тяги винтов вертолета массой m при его вертикальном подъеме из состояния покоя в 1,5 раза превышает его вес. Сопротивление воздуха пропорционально скорости . Определить скорость подъема в момент t = 5 с, а также максимальную скорость вертолета.

4. Лодке массой m = 100 кг сообщается начальная скорость vo = 4 м/с. При движении на лодку действует сила сопротивления, пропорциональная квадрату скорости R = 5 v 2 . Определить, в течение какого времени скорость лодки уменьшится в два раза.

5. Телу сообщается начальная скорость v = 6,6 м/с, и оно начинает скользить вверх по шероховатой наклонной плоскости, составляющей угол α = 30° с горизонтом. Коэффициент трения скольжения f = 0,2. Определить время достижения наивысшего положения тела и пройденный телом за это время путь.

6. На тело массой m, движущееся по горизонтальной гладкой поверхности вдоль оси х, действует сила, проекция которой равна Fх = − 0,36 m x. В начальный момент х = 0 и проекция скорости Vxo = 3 м/с. Определить максимальное значение координаты х тела.

7. Груз массой m = 10 кг опускается вертикально на парашюте без начальной скорости. Сопротивление воздуха пропорционально скорости . Определить скорость груза в момент времени t = 1 с.

8. В момент выключения мотора катер массой m = 200 кг имел скорость. Определить путь, который пройдет катер до того момента времени, когда скорость катера уменьшится в десять раз. Сила сопротивления движению пропорциональна квадрату скорости R = 8 v 2 .

9. Тело начинает скользить вниз по шероховатой наклонной плоскости, составляющей угол α = 30° с горизонтом, с начальной скоростью vo = 2 м/с. Коэффициент трения скольжения f = 0,4. Определить путь, пройденный телом за время t = 2с.

0. Материальная точка массой m = 2 кг движется из состояния покоя по горизонтальной гладкой поверхности вдоль оси х под действием силы, проекция которой равна Fх = 3 (1 − 0,5 t ). Определить скорость и координату точки в тот момент времени, когда сила станет равной нулю. Начальную координату точки считать нулевой.

Образец выполнения задачи 3.1

Тело массой m = 15 кг поднимается по гладкой наклонной плоскости, составляющей угол α = 30°с горизонтом, получив начальную скорость v = 10 м/с. Сопротивление среды пропорционально скорости . Определить время, прошедшее до остановки тела.

Решение. Изобразим тело на наклонной плоскости (рис. 3.1)

Рис. 3.1. Рисунок к задаче 3.1

Составим уравнения движения тела в проекции на ось Ох

Уравнение (3.1) можно записать в виде

Уравнение (3.2) является линейным дифференциальным уравнением первого порядка с разделяющимися переменными. Представим производную от скорости как отношение дифференциалов функции и независимой переменной

и проведём разделение переменных

Проинтегрируем соотношение (3.3)

Используя свойства дифференциала и определённого интеграла, выполним замену аргумента интегрирования в левой части

Интегралы в левой и правой части соотношения (3.5) являются табличными и по формуле Ньютона – Лейбница получим

Работа и энергия

81. Тело массой m = 5 кг поднимают с ускорением a = 2 м/с 2 . Определить работу силы в течение первых пяти секунд.

82. Автомашина массой m = 1,8 т движется в гору, уклон которой составляет 3 м на каждые 100 м пути. Определить: 1) работу, совершаемую двигателем автомашины на пути 5 км, если коэффициент трения равен 0,1; 2) развиваемую двигателем мощность, если известно, что этот путь был преодолен за 5 мин.

83. Определите работу, совершаемую при подъеме груза массой m = 50 кг по наклонной плоскости с углом наклона α = 30° к горизонту на расстояние s = 4 м, если время подъема t = 2 с, а коэффициент трения f = 0,06.

84. Тело скользит с наклонной плоскости высотой h и углом наклона α к горизонту и движется далее по горизонтальному участку. Принимая коэффициент трения на всем пути постоянным и равным f, определить расстояние s, пройденное толом на горизонтальном участке, до полной остановки.

Читайте так же:
Кирпичный мангал сколько нужно кирпича

85. Насос мощностью N используют для откачки нефти с глубины h. Определить массу жидкости, поднятой за время t, если КПД насоса равен η.

86. Поезд массой m = 600 т движется под гору с уклоном α = 0,3° и за время t = 1 мин развивает скорость v = 18 км/ч. Коэффициент трения f = 0,01. Определить среднюю мощность локомотива.

87. Автомобиль массой т = 1,8 т спускается при выключенном двигателе с постоянной скоростью v = 54 км/ч по уклону дороги (угол к горизонту α = 3°). Определите, какой должна быть мощность двигателя автомобиля, чтобы он смог подниматься на такой же подъем с той же скоростью.

88. Материальная точка массой m = 1 кг двигалась под действием некоторой силы согласно уравнению s = A – B*t + C*t 2 – D*t 3 (B = 3 м/с, C = 5 м/с 2 , D = 1 м/с 3 ). Определить мощность N, затрачиваемую на движение точки за время, равное 1 с.

89. Ветер действует на парус площадью S с силой F = A*S*ρ*(v – v) 2 /2, где А – некоторая постоянная; ρ – плотность воздуха; v – скорость ветра; v – скорость лодки. Определить скорость лодки при максимальной мгновенной мощности ветра.

90. Тело массой m поднимается без начальной скорости с поверхности Земли под действием силы F, изменяющейся с высотой подъема y по закону F = -2mg(l — Ay) (где А — некоторая положительная постоянная), и силы тяжести mg , Определите: 1) весь путь подъема; 2) работу силы F на первой трети пути подъема. Поле силы тяжести считать однородным.

91. Тело массой m начинает двигаться под действием силы F = 2*t*i + 3*t 2 *j, где i и j – соответственно единичные векторы координатных осей x и y. Определить мощность N(t), развиваемую силой в момент времени t.

92. Тело массой m = 5 кг падает с высоты h = 20 м. Определить сумму потенциальной и кинетической энергий тела в точке, находящейся от поверхности Земли на высоте h1 = 5 м. Трением тела о воздух пренебречь. Сравнить энергию с первоначальной энергией тела.

93. Тело, падая с некоторой высоты, в момент соприкосновения с Землей обладает импульсом p = 100 кг * м/с и кинетической энергией T = 5 00 Дж Определите: 1) с какой начальной высоты тело падало, 2) массу тела.

94. С башни высотой H = 20 м горизонтально со скоростью v = 10 м/с, брошен камень массой m = 400 г. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить для момента времени t = 1 с после начала движения: 1) кинетическую энергию; 2) потенциальную энергию.

95. Автомашина массой m = 2000 кг останавливается за t = 6 c, пройдя расстояние s = 30 м. Определить: 1) начальную скорость автомобиля; 2) силу торможения.

96. Материальная точка массой m = 20 г движется по окружности радиусом R = 10 см с постоянным тангенциальным ускорением. К концу пятого оборота после начала движения кинетическая энергия материальной точки оказалась равной 6,3 мДж. Определить тангенциальное ускорение.

97. Ядро массой m = 5 кг бросают под углом α = 60° к горизонту, совершая при этом работу 500 Дж. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить: 1) через какое время ядро упадет на землю; 2) какое расстояние по горизонтали оно пролетит.

98. Тело массой m = 0,5 кг бросают со скоростью v = 10 м/с под углом α = 30° к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите кинетическую Т, потенциальную П и полную Е энергии тела: 1) через t = 0,4 с после начала движения; 2) в высшей точке траектории.

99. Тележка проходит расстояние s = 300 м под гору с уклоном α = 5° и продолжает двигаться в гору с тем же уклоном. Принимая коэффициент трения f постоянным и равным 0,05, определите расстояние x, на которое поднимается тележка.

100. К нижнему концу пружины жесткостью k1 присоединена другая пружина жесткостью k2, к концу которой прикреплена гиря. Пренебрегая массой пружины, определить отношение потенциальных энергий пружин.

101. Тело массой m = 0,4 кг скользит с наклонной плоскости высотой h = 10 см и длиной l = 1 м. Коэффициент трения тела на всем пути f = 0,04. Определите: 1) кинетическую энергию тела у основания плоскости; 2) путь, пройденный телом на горизонтальном участке до остановки.

  • 1
  • Назад
  • Вперед
Читайте так же:
Кирпич полнотелый одинарный стройпластполимер

Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми

Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами — загрузи их здесь!

Работа, мощность, энергия

Двое ухватились за веревку и тянут ее в разные стороны. Один из них перетянул. Означает ли это, что он прилагает к веревке большую силу, нежели другой? Сравните работы, совершаемые силами, приложенными к веревке.

Силы одинаковы по величине; работы тоже одинаковы по величине, но противоположны по знаку, так как в одном случае направления силы, действующей на веревку и ее перемещения совпадают, а в другом случае — противоположны.

Чему равна работа А по подъему цепи, взятой за один конец и лежащей на плоскости, на высоту, равную ее длине? Длина цепи l = 2 м, масса m = 5 кг.

Оконная шторка массой М = 1 кг и длиной l = 2 м свертывается на тонкий валик наверху окна. Какая при этом совершается работа? Трением пренебречь.

Гибкий резиновый шланг длиной l висит так, что один из его концов находится на 1/3 l ниже другого. В шланг налито максимально возможное количество воды; ее плотность равна ρ. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы вылить воду из шланга, поднимая его за нижний конец и удерживая верхний конец на неизменной высоте? Внутренний диаметр шланга d. Массой шланга пренебречь. Радиус закругления шланга в изгибе много меньше l.

A = ρgl 2 πd 2 /12.

Цепь массой М и длиной l лежит у границы двух соприкасающихся полуплоскостей из разных материалов.

Какую работу надо совершить, чтобы передвинуть цепь на вторую полуплоскость? Коэффициенты трения полуплоскостей с цепью соответственно равны k1 и k2. Решить задачу также графически.

Мотор с полезной мощностью 15 кВт, установленный на автомобиле, может сообщить ему при движении по горизонтальному участку дороги скорость 90 км/ч. Тот же мотор, установленный на моторной лодке, обеспечивает ей скорость не выше 15 км/ч. Определить силу сопротивления Fc движению автомобиля и моторной лодки при заданных скоростях.

Fс1 = 600 Н; Fс2 = 3600 Н.

Трамвай массой М проходит по улице, поднимающейся вверх под углом α к горизонту с определенной скоростью. На горизонтальном участке пути он может с той же скоростью идти с прицепным вагоном массой М1. Как велика масса М1, если коэффициент трения качения колес равен k? Мощность двигателя постоянна.

.

Локомотив, работая с постоянной мощностью, может вести поезд массой М = 2000 т вверх по уклону α1 = 0,005 со скоростью v1 = 30 км/ч или по уклону α2 = 0,0025 со скоростью v2 = 40 км/ч. Определить величину силы сопротивления Fc, считая ее постоянной.

Пуля, летящая с определенной скоростью, углубляется в стенку на расстояние l1 = 10 см. На какое расстояние l2 углубляется в ту же стенку пуля, которая будет иметь скорость вдвое большую?

Пуля, летящая со скоростью v, пробивает несколько одинаковых досок, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. В какой по счету доске застрянет пуля, если ее скорость после прохождения первой доски равна v1 = 0,83 v?

Пуля застрянет в 4-й доске.

Какую работу надо совершить, чтобы заставить поезд массой М = 800 т: а) увеличить свою скорость от v1 = 36 км/ч до v2 = 54 км/ч; б) остановиться при начальной скорости v3 = 72 км/ч? Сопротивлением пренебречь.

Поезд массой М = 2000 т, двигаясь с места с ускорением a = 0,2 м/с 2 , достигает нужной скорости через минуту, после чего движется равномерно. Определить мощность тепловоза при установившемся движении, если коэффициент сопротивления k = 0,005.

N = 1,2·10 6 Вт.

Автомобиль массой М = 2000 кг трогается с места и идет в гору, наклон которой α = 0,02. Пройдя расстояние s = 100 м, он развивает скорость v = 32,4 км/ч. Коэффициент сопротивления к = 0,05. Определить среднюю мощность, развиваемую двигателем автомобиля.

Ракета массой М с работающим двигателем неподвижно «зависла» над Землей. Скорость вытекающих из ракеты газов u. Определить мощность двигателя.

N = Mgu/2.

В каком случае двигатель автомобиля должен совершить большую работу: для разгона с места до скорости 27 км/ч или на увеличение скорости от 27 до 54 км/ч? Силу сопротивления и время разгона в обоих случаях считать одинаковыми.

Читайте так же:
Бесцветный герметик для кирпича

Во втором случае, причем A2/A1 = 3.

Камень массой m = 200 г брошен с горизонтальной поверхности под углом к горизонту и упал на нее обратно на расстоянии s = 5 м через t = 1,2 с. Найти работу бросания. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Определить работу, которую нужно произвести для того, чтобы сжать пружину на х = 10 см, если для сжатия ее на х = 1 см необходима сила F = 100 Н.

Вагон массой М = 2*10 4 кг, двигаясь со скоростью v = 0,5 м/с, ударяется в два неподвижных пружинных буфера. Найти наибольшее сжатие буферов х, если буфер сжимается на 1 см при действии силы 5*10 4 Н. Трением пренебречь.

Действуя постоянной силой F = 200 Н, поднимают груз массой М = 10 кг на высоту h = 10 м. Какую работу А совершает сила F? Какой потенциальной энергией U будет обладать поднятый груз?

A = 2·10 3 Дж, U = 10 3 Дж.

Лифт массой М = 1000 кг равноускоренно поднимался лебедкой. На некотором отрезке пути длиной l = 1 м лифт двигался со средней скоростью vср = 5 м/с и его скорость возросла на Δv = 0,5 м/с. Какую работу совершила сила, перемещающая лифт на указанном отрезке его пути?

A = 12,3·10 3 Дж.

Какую работу совершит сила F = 30 Н, подняв по наклонной плоскости груз массой m = 2 кг на высоту h = 2,5 м с ускорением a = 10 м/с 2 . Сила действует параллельно наклонной плоскости. Трением о плоскость пренебречь.

Некоторая сила толкает тело массой m = 16 кг вверх по наклонной плоскости длиной l = 3,1 м и с наклоном α = 30° к горизонту.

1. Скорость тела у основания наклонной плоскости была v = 0,6 м/с, а у ее верхнего края v1 = 3,1 м/с. Чему равна работа, произведенная силой? Трения нет.

2. Чему равна работа той же силы и какова будет кинетическая энергия тела в верхней точке наклонной плоскости, если есть трение и коэффициент трения k = 0,1?

Сила направлена вдоль наклонной плоскости.

1. A = 317 Дж;

2. A = 317 Дж; Eк = 34,4 Дж.

Грузовой автомобиль массой М = 6*10 3 кг въезжает на паром, привязанный к берегу двумя канатами, со скоростью v = 18 км/ч. Въехав на паром, автомобиль остановился, пройдя при торможении путь s = 10 м. Определить суммарную силу натяжения канатов.

Автомобиль, шедший со скоростью v = 54 км/ч, при резком торможении стал двигаться «юзом» (заторможенные колеса не вращаются, скользят по дороге). Определить ускорение a и путь s, который пройдет автомобиль, если коэффициент трения скольжения колес об асфальт: а) в сырую погоду k1 = 0,3; б) в сухую k2 = 0,7.

Автомобиль с полностью включенными тормозами (колеса не вращаются) может удержаться на склоне горы с уклоном до 23°. Каков тормозной путь автомобиля s при торможении на горизонтальной дороге при скорости движения 10 м/с? Коэффициент сцепления колес с грунтом на склоне горы и на дороге одинаков.

Сани с грузом массой М = 120 кг скатываются по уклону горы под углом к горизонту α = 14°. Длина спуска l = 60 м. Коэффициент трения скольжения саней k = 0,14. Определить: а) ускорение a1 саней при движении с горы; б) скорость v в конце спуска; в) время спуска t1; г) кинетическую энергию Т1; д) какое расстояние s прокатятся сани после спуска по горизонтали; е) сколько времени t2 продолжается движение по горизонтали; ж) ускорение a2 при движении по горизонтальному участку пути.

а) a1 = 1,04 м/с 2 ;

б) v ≈ 11,2 м/с;

д) s = 45,3 м;

Тело скользит вниз по наклонной плоскости. Угол наклона плоскости к горизонту α = 20°, длина ее l = 4 м, коэффициент трения тела о плоскость k = 0,2. С какой скоростью v будет двигаться тело в момент перехода с наклонной плоскости на горизонтальную поверхность?

Бассейн площадью S = 100 м 2 , заполненный водой до уровня h = 1 м, разделен пополам вертикальной перегородкой. Перегородку медленно передвигают в горизонтальном направлении так, что она делит бассейн в отношении 1:3. Какую для этого надо совершить работу, если вода не проникает через перегородку?

A = 1,63·10 5 Дж.

Два автомобиля одновременно трогаются с места и движутся равноускоренно. Массы автомобилей одинаковы. Во сколько раз средняя мощность двигателя первого автомобиля больше средней мощности второго, если за одно и то же время первый автомобиль развивает скорость вдвое большую, чем второй? Сопротивлением движению пренебречь.

Читайте так же:
Кирпич полуторный облицовочный астана

Самолет для взлета должен иметь скорость v = 25 м/с. Длина пробега перед взлетом s = 100 м. Какова мощность моторов, если масса самолета m = 1000 кг и коэффициент сопротивления k = 0,02? Считать движение самолета при взлете равноускоренным.

N ≈ 83,1 кВт.

Поезд массой М = 5*10 5 кг поднимается со скоростью 30 км/ч в гору с уклоном 10 м на километр. Коэффициент сопротивления k = 0,002. Определить мощность, развиваемую тепловозом.

N ≈ 500 кВт.

Разогнавшись, конькобежец некоторое время движется по горизонтальной ледяной дорожке равномерно. Затем, перестав отталкиваться, он, двигаясь равнозамедленно, проезжает до остановки путь s = 60 м в течение t = 25 с. Масса конькобежца m = 50 кг. Определить: а) коэффициент трения; б) мощность, затрачиваемую конькобежцем при равномерном движении.

б) N ≈ 46 Вт.

Тепловоз тянет поезд, общая масса которого m равна 2000 т. Принимая, что мощность тепловоза N постоянна и равна 1800 кВт и что коэффициент сопротивления k = 0,005, определить: а) ускорения поезда a в те моменты, когда скорость поезда v1 = 4 м/с и когда скорость поезда v2 = 12 м/с; б) максимальную скорость vмакс поезда.

а) a1 = 0,176 м/с 2 , a2 = 0,026 м/с 2 ;

Шкив радиусом R делает n оборотов в секунду, передавая ремнем мощность N. Найти силу натяжения Т ремня, идущего без скольжения.

T = N/(2πRn).

Найти мощность воздушного потока, имеющего поперечное сечение в виде круга диаметром d = 18 м и текущего со скоростью v = 12 м/с. Плотность воздуха (при нормальных условиях) ρ = 1,3 кг/м 3 .

N ≈ 284 кВт.

Горный ручей с сечением потока S образует водопад высотой h. Скорость течения воды в ручье v. Найти мощность водопада.

.

Уклон участка шоссе равен 0,05. Спускаясь под уклон при выключенном двигателе, автомобиль движется равномерно со скоростью v = 60 км/ч. Какова должна быть мощность двигателя автомобиля, чтобы он мог подниматься на такой же подъем с той же скоростью? Масса автомобиля m = 1,5 т.

N = 24,5 кВт.

Грузовики, снабженные двигателями мощностью N1 и N2, развивают скорости соответственно v1 и v2. Какова будет скорость грузовиков, если их соединить тросом?

.

Аэросани движутся вверх по слабому подъему с установившейся скоростью v1 = 20 м/с; если они движутся в обратном направлении, т. е. под уклон, то при той же мощности двигателя устанавливается скорость v2 = 30 м/с. Какая скорость v установится при той же мощности двигателя во время движения по горизонтальному пути?

Поезд массой m = 500 т шел равномерно по горизонтальному пути. От поезда оторвался задний вагон массой m1 = 20 т. Проехав после этого s = 240 м, машинист прекратил доступ пара в машину. На каком расстоянии l друг от друга остановятся оторвавшийся вагон и остальной состав поезда? Предполагается, что сила тяги при работе машины постоянна, а сопротивление движению поезда и вагона пропорционально их массам.

Найти работу, которую необходимо совершить, чтобы втащить тело массой m = 50 кг на горку произвольного профиля по плоской траектории из точки А в точку В, расстояние между которыми по горизонтали l = 10 м, а по вертикали h = 10 м. Коэффициент трения между телом и горкой всюду одинаков и равен k = 0,1. Профиль горки такой,что касательная к нему в любой точке составляет острый угол с горизонтом. Сила, приложенная к телу, всюду действует по касательной к траектории его перемещения.

Решение задач по динамике

Нажмите, чтобы узнать подробности

Данную разработку нашла на просторах интернета, принадлежит Ворониной И.Г. Здесь приведены решения задач на законы Ньютона с объяснениями. Данный документ можно использовать при подготовки к ЕГЭ по физике

Просмотр содержимого документа
«Решение задач по динамике»

Практикум по решению задач на тему

Опубликовано 26.09.2016 — 20:51 — Воронина Ирина Геннадьевна

1. После спуска с сортировочной горки железнодорожная платформа массой 9000 кг имела скорость 2 м/с и двигалась до полной остановки в течение 10с. Какова равнодействующая всех сил, действовавших на платформу?

Решение:

2. Лыжник массой 80 кг в конце спуска с горы приобрёл скорость 12 м /с и продолжал двигаться по горизонтальной поверхности. Через сколько времени он остановится, если сила трения, действующая на него, равна 16 Н ?

Читайте так же:
Изменения цвета силикатного кирпича

Решение:

3. Брусок массой m тянут по полу с постоянной скоростью, действуя на него силой F, направленной под углом α к направлению движения. Ускорение свободного падения g. Чему равна вертикальная составляющая силы Fy с которой пол действует на брусок?

Решение: Ответ:

4. Тело поднимают вверх по наклонной плоскости, прикладывая к нему горизонтальную силу, величина которой вдвое больше действующей на тело силы тяжести. Высота наклонной плоскости 3 м, её длина 5 м. Найдите ускорение тела, если коэффициент трения равен 0,2

Запишем второй закон Ньютона в проекции на направление плоскости в направлении действия силы F.

ma = Fcosα − mgsinα − Fmp,

Fmp = μN = μmgcosα + Fsinα.

ma = Fcosα − mgsinα − μ(mgcosα + Fsinα). (1)

Учтем, что по условию задачи F = 2mg, а sinα = h/l, а cosα = √(l 2 − h 2 )/l, подставляя в уравнение (1) и сокращая на массу, получим

a = 2g√(l 2 − h 2 )/l − gh/l − μ(g√(l 2 − h 2 )/l + 2gh/l).

a = 2•10•√(5 2 − 3 2 )/5 − 10•3/5 − 0,2•(10•√(5 2 − 3 2 )/5 + 2•10•3/5) = 6 м/с 2 .

Ответ: a = 6 м/с 2 .

Замечания: при решении задач такого типа, возможно проще будет, если мы рассчитаем отдельно sinα = 3/5 = 0,6 и cosα = √(5 2 − 3 2 )/5 = 0,8. Тогда уравнение второго закона будет проще

ma = 0,8F − 0,6mg − μ(0,8mg + 0,6F)

a = 16 − 6 − 0,2(8 + 12) = 6 м/с 2 .

5. Вверх по наклонной плоскости высотой 9 м и длиной 15 м пущена шайба. Коэффициент трения равен 0,5. Найдите ускорение шайбы. В ответе укажите абсолютную величину ускорения.

На рисунке шайба движется вверх по наклонной плоскости. Ускорение шайбе сообщают приложенные к ней силы: сила тяжести и сила взаимодействия шайбы с плоскостью, которую для удобства разложим на две составляющие: силу трения и реакцию опоры. Запишем уравнение второго закона Ньютона в проекции на оси x и y:

ma = mgsinα + Fmp и 0 = N – mgcosα

С учетом того, что сила трения скольжения равна

Fmp = μN = μmgcosα,

a = gsinα + μgcosα.

Где sinα = h/l = 0,6, а cosα = √(1 – (h/l) 2 ) = 0,8.
Вычислим

a = 10•0,6 + 0,5•10•0,8 = 10 м/с 2 .

Ответ: a = 10 м/с 2 .

6.По наклонной плоскости скользит с ускорением a = 1 м/с 2 брусок массой m = 200 г. С какой силой F нужно прижимать брусок перпендикулярно наклонной плоскости, чтобы он начал двигаться равномерно? Коэффициент трения бруска о наклонную плоскость μ = 0,1.

Запишем уравнение второго закона Ньютона в проекции на направление осей x и y при движении с ускорением a:

ma = mgsinα − Fmp и 0 = N − mgcosα.

С учетом того, что сила трения скольжения равна

Fmp = μN = μmgcosα,

ma = mgsinα − μmgcosα. (1)

При равномерном движении, силы вдоль направления движения по наклонной плоскости, компенсируют друг друга

mgsinα = Fmp = μ(mgcosα + F);. (2)

Сделаем замену (2) в (1)

ma = μ(mgcosα + F) − μmgcosα.

Откуда ma = μF и F = maμ.
Вычислим F = 0,2•1•0,1 = 2 Н.

Ответ: F = 2 Н.

7.На столе лежит деревянный брусок массой М = 2 кг, к которому привязана нить, перекинутая через блок, укрепленный на краю стола. К свободному концу нити подвешен груз массой m = 1 кг, вследствие чего брусок движется с ускорением а = 0,6 м/с 2 . Каковы будут ускорения груза и бруска, а также натяжение нити, если вся система будет: а) подниматься с ускорением а = 2,2 м/с 2 ; б) опускаться с тем же по модулю ускорением?

Решение.
Запишем уравнение второго закона Ньютона

mg − μMg = (m + M)a. (1)

а) Если переносное ускорение системы a1, относительное ao, то уравнение второго закона Ньютона для груза имеет вид:

T − mg = m(a1 − ao), (2)

T − μN = Mao, (3)

N − Mg = Ma1. (4)

Модуль полного ускорения груза

aг = a1 − ao, (5)

aб = √o 2 + a1 2 >. (6)

Из уравнений (1) − (6) находим:

aг ≈ 1,46 м/с 2 ; aб ≈ 2,3 м/с 2 ; Т = 11,2 H.

б) aг ≈ 2,66 м/с 2 ; aб ≈ 2,24 м/с 2 ; Т ≈ 7 H.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector