Какова скорость бруска массой 5 кг, который начинает двигаться по горизонтальной поверхности из состояния покоя под действием силы тяжести 40 Н, направленной под углом 45 градусов, через 10 секунд, если коэффициент трения скольжения равен 0,5?
Физика11 классДинамикаскорость брускамасса 5 кгсила тяжести 40 Нугол 45 градусовтрение 0,5движение по горизонталифизика 11 класс
Для решения задачи нам нужно рассмотреть несколько шагов, в которых мы определим, как сила тяжести и сила трения влияют на движение бруска.
Шаг 1: Определение нормальной силыСначала найдем нормальную силу, действующую на брусок. Сила тяжести Fg равна 40 Н и направлена под углом 45 градусов. Мы можем разложить эту силу на две составляющие: горизонтальную и вертикальную.
Однако, для нормальной силы нам нужно учитывать только вертикальную составляющую. Нормальная сила N равна весу бруска минус вертикальная составляющая силы тяжести:
Теперь мы можем найти силу трения F_t, которая действует на брусок:
Результирующая сила F_res, действующая на брусок, будет равна разности горизонтальной составляющей силы тяжести и силы трения:
Теперь мы можем найти ускорение a бруска, используя второй закон Ньютона:
Брусок начинает движение из состояния покоя, поэтому начальная скорость u = 0. Чтобы найти конечную скорость v через 10 секунд, используем формулу:
Ответ: Скорость бруска через 10 секунд составит примерно 35.78 м/с.