Під яким найменшим кутом α до підлоги може розташовуватися драбина, яка спирається на гладку стіну вертикально?
Під яким найменшим кутом α до підлоги може розташовуватися драбина, яка спирається на гладку стіну вертикально? Припустимо, що центр ваги драбини розташований в її середині і коефіцієнт тертя між драбиною і підлогою дорівнює μ.
24.12.2023 23:12
Описание: Угол α, под которым лестница опирается на пол, будет наименьшим, когда касательная к драбине в точке контакта с полом будет горизонтальной. Таким образом, наибольшая сила трения будет действовать и лестница не будет скользить. Если центр тяжести лестницы находится в ее середине и коэффициент трения между лестницей и полом равен указанному значению, мы можем использовать равенство:
μ = tan(α)
где μ - коэффициент трения, α - угол наклона лестницы.
Для определения наименьшего угла α мы найдем значение α, при котором μ будет минимальным. Минимум функции tan(α) достигается при α = 45 градусов. Поэтому, наименьший угол, под которым лестница может располагаться к полу, равен 45 градусов.
Совет: Чтобы лучше понять эту концепцию, можно представить себе лестницу, рассматривая ее положение относительно пола, а также силы, действующие на нее. Рисование схем и различных визуализаций также может помочь в понимании.
Ещё задача: Найдите угол наклона лестницы, если коэффициент трения между драбиной и полом равен 0,5.