Однородный брусок длиной l= 25 см, скользящий по гладкой горизонтальной поверхности, попадает на шероховатый участок шириной 2l, коэффициент трения о который μ = 0,10. брусок преодолеет этот участок при минимальной скорости v0> равной:
Ответы на вопрос:
на шероховатом участке на брусок будет действовать сила трения, против которой нужно совершить работу. кинетическая энергия бруска должна быть не меньше этой работы, иначе брусок не преодолеет шероховатый участок.
значит, m*v0^2/2=aтр и v0=sqrt(2*aтр/m)
известно, что работа механической силы aтр=fтр*s.
а вот дальше начинаются проблемы. где взять массу бруска m, чему равна сила трения fтр и что за путь s нужно брать в формуле?
рассмотрим процесс преодоления бруском длинной l шероховатого участка шириной 2l. здесь можно выделить три участка, для которых рассчитаем fтр и работу на этом участке
1. брусок начинает наезжать на шероховатый участок, сила трения пока =0. постепенно сила трения нарастает до момента, пока брусок полностью не въедет на шероховатую поверхность. тогда сила трения fтр= μ*m*g, а путь на этом участке равен длине бруска l. работу можно вычислить, используя среднее значение силы трения
a1= fтр.ср*s= fтр/2* l = μ*m*g /2* l
2. на втором участке брусок целиком находится на шероховатом участке и проходит путь l.
a2= fтр *s= μ*m*g* l
3. на третьем участке брусок начинает съезжать с шероховатого участка. сила трения максимальна fтр= μ*m*g и постепенно снижается до 0 в момент, когда брусок полностью съезжает на гладкую поверхность. этот случай мы считали на первом участке, только сила изменялась наоборот.
a3= fтр.ср*s= fтр/2* l = μ*m*g /2* l
вся работа против сил трения равна
a=a1+a2+a3=2* μ*m*g* l
подставляем в формулу для определения скорости. а вот и масса сократилась!
v0=sqrt(2*aтр/m)= sqrt(2*2* μ*m*g* l /m)= sqrt(4* μ*g* l)= sqrt(4* 0,1*10* 0,25)=1 м/с
ответ: 1 м/с
Популярно: Физика
-
Tw1mHero30.04.2023 19:34
-
Кариночка34610.01.2023 21:11
-
d18090229.06.2023 17:24
-
МиссисX208.02.2022 16:45
-
dwawd05.01.2022 05:23
-
marshall22906.03.2022 15:54
-
sofyabelik03.02.2021 02:25
-
annasafaryan8709.03.2023 12:13
-
Zhenyarishka129.12.2020 01:25
-
Lilithovhannisyan27.01.2020 09:35