Похожие вопросы
2026-01-16 03:03:06
На горизонтальном столе находится деревянный брусок. Коэффициент трения между столом и бруском составляет μ = 0,1. Если к бруску приложить силу, направленную вверх под углом α = 45° к горизонту, он будет двигаться по столу равномерно. Какое ускорение получит этот брусок, если к нему приложить такую же по модулю силу, но направленную под углом β = 30° к горизонту? Прошу описать решение по шагам, а не в общем виде.
Физика 11 класс Динамика коэффициент трения сила угол ускорение брусок горизонтальный стол физика 11 класс равномерное движение решение задачи
2026-01-16 03:03:36
Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть силы, действующие на брусок в обоих случаях. Начнем с первого случая, когда сила направлена вверх под углом α = 45° к горизонту.
Шаг 1: Определение сил в первом случае (угол α = 45°)- Сила, приложенная к бруску, обозначим как F. Она имеет две составляющие: горизонтальную и вертикальную.
- Горизонтальная составляющая силы: F_horizontal = F * cos(45°)
- Вертикальная составляющая силы: F_vertical = F * sin(45°)
Теперь рассмотрим силы, действующие на брусок вертикально:
- Сила тяжести: F_weight = m * g, где m - масса бруска, g - ускорение свободного падения.
- Нормальная сила: N = F_weight - F_vertical, так как вертикальная составляющая силы F направлена вверх и уменьшает нормальную силу.
Сила трения определяется как:
F_friction = μ * N
Подставим значение нормальной силы:
F_friction = μ * (m * g - F * sin(45°))
Шаг 3: Условие равномерного движенияТак как брусок движется равномерно, то горизонтальная составляющая силы равна силе трения:
F * cos(45°) = F_friction
Подставим выражение для силы трения:
F * cos(45°) = μ * (m * g - F * sin(45°))
Шаг 4: Переход ко второму случаю (угол β = 30°)Теперь рассмотрим второй случай, когда сила также равна F, но направлена под углом β = 30° к горизонту.
- Горизонтальная составляющая: F_horizontal = F * cos(30°)
- Вертикальная составляющая: F_vertical = F * sin(30°)
Аналогично первому случаю, определим нормальную силу:
N = F_weight - F_vertical = m * g - F * sin(30°)
Сила трения будет:
F_friction = μ * N = μ * (m * g - F * sin(30°))
Шаг 6: Определение ускоренияТеперь, чтобы найти ускорение бруска, нужно учесть, что в этом случае горизонтальная составляющая силы не равна силе трения:
F * cos(30°) - F_friction = m * a
Подставим силу трения:
F * cos(30°) - μ * (m * g - F * sin(30°)) = m * a
Теперь у нас есть уравнение, которое можно решить для a, ускорения бруска.
Шаг 7: Решение уравнения для aРешим уравнение относительно ускорения a:
a = (F * cos(30°) - μ * (m * g - F * sin(30°))) / m
Теперь, если подставить известные значения (μ = 0,1, sin(30°) = 0,5, cos(30°) = √3/2), можно получить численное значение для ускорения a.
Таким образом, мы получили ускорение бруска при приложении силы под углом β = 30° к горизонту.