На наклонной плоскости (α=30°) расположено тело массой 2 кг. К нему приложили силу F=50Н, направленную параллельно плоскости. После этого тело начало спускаться вниз. Какое ускорение движения этого тела, если коэффициент трения μ=0,15?

Физика 10 класс Динамика наклонная плоскость тело массой 2 кг сила 50Н ускорение движения коэффициент трения 0,15 физика задачи Новый

Для решения данной задачи необходимо рассмотреть силы, действующие на тело, расположенное на наклонной плоскости, и применить второй закон Ньютона.

Шаг 1: Определение сил, действующих на тело

• Сила тяжести (mg): Эта сила направлена вниз и равна произведению массы тела на ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с²). Для нашего случая:

  mg = 2 кг * 9,81 м/с² = 19,62 Н.

• Компоненты силы тяжести: На наклонной плоскости сила тяжести может быть разложена на две компоненты:
  • Компонента, направленная вдоль плоскости:

    mg * sin(α) = 19,62 Н * sin(30°) = 19,62 Н * 0,5 = 9,81 Н.

  • Компонента, направленная перпендикулярно плоскости:

    mg * cos(α) = 19,62 Н * cos(30°) = 19,62 Н * (sqrt(3)/2) ≈ 16,97 Н.

• Сила трения (Fт): Сила трения определяется как произведение нормальной силы (N) на коэффициент трения (μ):

  N = mg * cos(α) = 16,97 Н.

  Fт = μ * N = 0,15 * 16,97 Н ≈ 2,545 Н.

• Приложенная сила (F): В задаче указано, что приложенная сила F = 50 Н.

Шаг 2: Определение результирующей силы

Теперь можем найти результирующую силу (Fрез), действующую на тело. Она рассчитывается по формуле:

Fрез = F - (mg * sin(α) + Fт).

Подставим известные значения:

Fрез = 50 Н - (9,81 Н + 2,545 Н) = 50 Н - 12,355 Н = 37,645 Н.

Шаг 3: Применение второго закона Ньютона

Согласно второму закону Ньютона, сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение:

Fрез = m * a.

Отсюда можно выразить ускорение (a):

a = Fрез / m = 37,645 Н / 2 кг ≈ 18,8225 м/с².

Ответ: Ускорение движения тела составляет примерно 18,82 м/с².