Який кут утворює мотузка з горизонтом, коли хлопчик тягне за неї візок з вантажем масою 80 кг по горизонтальній дорозі?

Тема урока: Коефіцієнт тертя та сила, що прикладає хлопчик

Пояснення: Кут, який утворює мотузка з горизонтом, коли хлопчик тягне за неї візок з вантажем масою 80 кг по горизонтальній дорозі, можна визначити з використанням другого закону Ньютона та принципу супротивності руху.

На початку, враховуючи, що візок рухається з постійним прискоренням, ми можемо визначити загальну силу, що діє на візок, використовуючи другий закон Ньютона: Сума сил = маса * прискорення. Значення прискорення вже задане (0,1 м/с²) і маса візка також відома (80 кг), тому ми можемо використати це для визначення загальної сили.

Користуючись принципом супротивності руху, ми можемо сказати, що загальна сила руху дорівнює силі тертя, яка перешкоджає руху візка. За замовчуванням, сила тертя дорівнює коефіцієнту тертя (µ) помноженому на силу нормалі (Фнорм), де сила нормалі це сила тяжіння візка.

Ми знаємо, що маса візка становить 80 кг, тому сила нормалі буде рівна 80 кг * 9,8 м/с² (посилаємося на формулу: Фнорм = маса * прискорення вільного падіння). Загальна сила, що діє на візок, дорівнює 80 кг * 0,1 м/с² = 8 Н.

Отже, ми можемо визначити коефіцієнт тертя, розділивши загальну силу на силу нормалі: µ = (сила тертя / сила нормалі) = (8 Н / (80 кг * 9,8 м/с²)) = 0,01.

Також, щоб визначити зусилля, яке хлопчик прикладає, можемо використати другий закон Ньютона: Сума сил = маса * прискорення. Загальна сила руху візка складається з сили тяги, прикладеної хлопчиком, і сили тертя. Загальна сила руху дорівнює 8 Н. Маса візка також відома (80 кг), тому ми можемо використати це для визначення зусилля хлопчика: Сила тяги = загальна сила руху - сила тертя = 8 Н - сила тертя.

Приклад використання: Знаючи, що сила тертя дорівнює 0,08 Н (вирахована за попередніми розрахунками), можна використати формулу Сила тяги = 8 Н - 0,08 Н, щоб визначити силу тяги хлопчика.

Рекомендації: Для кращого розуміння матеріалу, рекомендується вивчити закони Ньютона та принципи супротивності руху. Також, важливо зрозуміти формули, використовані для обчислення сили тертя, сили нормалі та сили тяги.

Вправа: Визначте силу тяги хлопчика, якщо коефіцієнт тертя становить 0,1. (Використовуйте раніше розраховані значення зусилля тертя та інших величин).