Наклонная плоскость составляет с горизонтом угол α = 30°. На плоскость положили тело и толкнули вверх. В течение времени t1 = 0,7 с тело прошло расстояние l = 1,4 м, после чего начало соскальзывать вниз. Сколько времени длится соскальзывание до начального положения тела? Каков коэффициент трения тела о наклонную плоскость? Источник: Мякишев, механика. Профильный уровень. 10 класс, упражнение 8.
Ответы на вопрос
Для решения задачи, давайте последовательно разберем её элементы.
Дано:
-
Угол наклона плоскости α = 30°.
-
Время, которое тело двигалось вверх, t₁ = 0,7 с.
-
Пройденное расстояние в этом времени l = 1,4 м.
-
Тело после этого начало скользить вниз.
1. Определим ускорение тела, пока оно двигалось вверх.
Когда тело двигалось вверх, оно было под воздействием силы тяжести и силы трения. Пусть ускорение тела при движении вверх равно . В этом случае на тело действует сила тяжести, компонента которой направлена вниз по наклонной плоскости, и сила трения, которая также действует вниз, замедляя движение.
Сила тяжести вдоль наклонной плоскости будет равна:
Сила трения:
где — коэффициент трения, — нормальная сила.
Таким образом, суммарная сила, действующая на тело, при движении вверх:
Используем второй закон Ньютона:
Сократим на :
Теперь используем формулу для движения с равномерным ускорением:
Подставим сюда выражение для :
Зная, что и , подставим числовые значения:
Решим это уравнение относительно .
2. Определим время соскальзывания.
Когда тело начало скользить вниз, его ускорение определяется разностью силы тяжести и силы трения. Ускорение тела при соскальзывании:
Для соскальзывания используется та же формула для пути:
где — время соскальзывания.
Так как тело начало скользить с той же начальной скоростью, с которой оно остановилось при движении вверх, время соскальзывания будет равно времени подъема, если ускорения в обоих случаях одинаковы по величине (т.е. ).
Из этих рассуждений мы можем найти и решить задачу.
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

