Какова максимальная сила трения, которая удерживает таракана массой 0.1 г, сидящего на спице колеса радиусом 15 см на расстоянии 9 см от оси, от падения во время его вращения, если колесо катится без проскальзывания по горизонтальной поверхности со скоростью 1.5 м/с?
Физика8 классСила трения и движение телмаксимальная сила трениятаракан масса 0.1 гколесо радиус 15 смрасстояние 9 см от осискорость 1.5 м/сфизика 8 класс
Чтобы определить максимальную силу трения, которая удерживает таракана от падения, необходимо рассмотреть несколько шагов.
Шаг 1: Определение центробежной силыКогда колесо вращается, таракан, находящийся на спице, испытывает центробежную силу, которая стремится его вытолкнуть. Эта сила рассчитывается по формуле:
Fц = m * aц
где:
Сначала найдем центростремительное ускорение:
Центростремительное ускорение можно найти по формуле:
aц = v² / r
где:
Подставим известные значения:
Теперь подставим в формулу:
aц = (1.5)² / 0.09 = 2.25 / 0.09 = 25 м/с².
Шаг 2: Расчет центробежной силыТеперь, когда мы знаем центростремительное ускорение, можем рассчитать центробежную силу:
Теперь подставим значения в формулу для центробежной силы:
Fц = 0.0001 * 25 = 0.0025 Н.
Шаг 3: Определение максимальной силы тренияМаксимальная сила трения, которая может действовать на таракана, равна центробежной силе, поскольку именно она препятствует его падению. Таким образом:
Fт = Fц = 0.0025 Н.
Ответ:Максимальная сила трения, удерживающая таракана от падения, составляет 0.0025 Н.