Как можно решить задачу, в которой штукатурщик перемещает шлифовальную терку массой 0,80 кг вверх вдоль вертикальной стены, прилагая силу 22 Н под углом 30° к вертикали, если коэффициент трения между теркой и стеной равен 0,95? Нужно определить модуль ускорения терки.

Физика 11 класс Динамика решение задачи по физике сила и ускорение коэффициент трения вертикальное движение масса терки угол приложения силы физика 11 класс Новый

Для решения данной задачи необходимо рассмотреть все силы, действующие на шлифовальную терку, и применить второй закон Ньютона. Давайте поэтапно разберем решение.

Шаг 1: Определение сил, действующих на терку.

• Сила тяжести (Fтяж): Она направлена вниз и рассчитывается по формуле Fтяж = m * g, где m - масса терки (0,80 кг), g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,81 м/с²).
• Прилагаемая сила (Fприлаг): Сила, которую прикладывает штукатурщик, равна 22 Н и направлена под углом 30° к вертикали.
• Сила нормального давления (Fн): Эта сила возникает из-за давления терки на стену и равна компоненте прилагаемой силы, действующей перпендикулярно стене.
• Сила трения (Fтр): Она направлена вниз и определяется как Fтр = μ * Fн, где μ - коэффициент трения (0,95).

Шаг 2: Разложение прилагаемой силы на компоненты.

• Компонента силы, направленная вверх (Fвверх): Fвверх = Fприлаг * cos(30°).
• Компонента силы, направленная перпендикулярно стене (Fперпендикулярно): Fперпендикулярно = Fприлаг * sin(30°).

Шаг 3: Подсчет сил.

• Сила тяжести: Fтяж = 0,80 кг * 9,81 м/с² = 7,848 Н.
• Компонента силы вверх: Fвверх = 22 Н * cos(30°) ≈ 22 Н * 0,866 = 19,092 Н.
• Компонента силы перпендикулярно: Fперпендикулярно = 22 Н * sin(30°) = 22 Н * 0,5 = 11 Н.
• Сила нормального давления: Fн = Fперпендикулярно = 11 Н.
• Сила трения: Fтр = μ * Fн = 0,95 * 11 Н = 10,45 Н.

Шаг 4: Определение результирующей силы.

Теперь мы можем написать уравнение для движения терки вдоль стены, учитывая все силы:

Fрез = Fвверх - Fтяж - Fтр

Fрез = 19,092 Н - 7,848 Н - 10,45 Н = 0,794 Н.

Шаг 5: Применение второго закона Ньютона.

Согласно второму закону Ньютона, Fрез = m * a, где a - ускорение. Подставим известные значения:

0,794 Н = 0,80 кг * a.

Теперь решим уравнение для a:

a = 0,794 Н / 0,80 кг = 0,9925 м/с².

Шаг 6: Ответ.

Таким образом, модуль ускорения терки составляет примерно 0,99 м/с².