Нахилений брусок масою 6 кг рухається вниз по похилій площині, кут нахилу якої становить 30 °. Яку силу тертя відчуває
Нахилений брусок масою 6 кг рухається вниз по похилій площині, кут нахилу якої становить 30 °. Яку силу тертя відчуває брусок і яке прискорення він має, якщо коефіцієнт тертя відомий?
28.11.2023 11:43
Описание: Для решения данной задачи мы будем использовать законы динамики и понятия тертя. Сначала рассмотрим силу тертя. Сила тертя возникает в ответ на наложенные на тело силы и всегда действует в противоположном направлении. В данной задаче брусок движется вниз по наклонной плоскости, значит, сила трения будет действовать вверх по направлению движения.
Для определения силы трения используем формулу: Fтр = μ * N, где μ - коэффициент трения, а N - нормальная сила, действующая на тело. Нормальная сила равна проекции силы тяжести на ось, перпендикулярную поверхности наклона, и вычисляется как N = mg * cos(θ), где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, θ - угол наклона плоскости.
Для определения ускорения тела используем формулу второго закона Ньютона: Fрез = m * a, где Fрез - результирующая сила, действующая на тело.
Применяя эти формулы к задаче, получаем следующие результаты. Сила трения равна Fтр = μ * mg * cos(θ), а ускорение тела равно a = (m * g * sin(θ)) / (m + μ * m * cos(θ)), где sin(θ) - синус угла наклона.
Например:
Дано: масса бруска m = 6 кг, угол наклона плоскости θ = 30°, коэффициент трения μ = 0,5, ускорение свободного падения g = 9,8 м/с².
Найти: силу трения Fтр и ускорение тела a.
Решение:
1. Вычисляем нормальную силу: N = m * g * cos(θ) = 6 * 9,8 * cos(30°) ≈ 50,9 Н.
2. Вычисляем силу трения: Fтр = μ * N = 0,5 * 50,9 ≈ 25,5 Н.
3. Вычисляем ускорение тела: a = (m * g * sin(θ)) / (m + μ * m * cos(θ)) = (6 * 9,8 * sin(30°)) / (6 + 0,5 * 6 * cos(30°)) ≈ 2,34 м/с².
Совет: При решении подобных задач всегда внимательно читайте условие и схему, чтобы точно понять, какие силы действуют на тело и в каком направлении.
Если возникают сложности с определением нормальной силы или других величин, используйте геометрические свойства треугольников или углов для вычислений.
Задание для закрепления:
Масса бруска равна 10 кг. Угол наклона плоскости составляет 45°. Коэффициент трения равен 0,8. Вычислите силу трения Fтр и ускорение тела a.