Вопрос задан 08.01.2025 в 14:50. Предмет Физика. Спрашивает Purgin Fedia.

Брусок массой 20кг равномерно перемещают по склону горки, прикладывая к нему постоянную силу, направленную параллельно поверхности горки. Модуль этой силы равен 204 Н, угол наклона горки к горизонту 60*. Определите коэффициент трения между бруском и склоном горки. Ответ округлить до десятых долей.( из рисунка можно добавить что сила 204н направлена параллельно вверх наклонной поверхности)

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Лоенко Влад.

Чтобы определить коэффициент трения между бруском и наклонной поверхностью, давайте разберём силы, действующие на брусок, и применим второй закон Ньютона.

Дано:

  • Масса m=20 кгm = 20 \, \text{кг}
  • Сила F=204 НF = 204 \, \text{Н}, направлена вверх параллельно склону
  • Угол наклона горки α=60∘\alpha = 60^\circ
  • Перемещение равномерное (ускорение равно нулю)

Требуется найти:

Коэффициент трения μ\mu между бруском и поверхностью склона.

Решение

  1. Силы, действующие на брусок:

    • Сила тяжести mgmg, направленная вертикально вниз.
    • Сила F=204 НF = 204 \, \text{Н}, приложенная параллельно склону.
    • Сила трения Fтр=μNF_{\text{тр}} = \mu N, направлена противоположно движению.
    • Нормальная сила NN, направлена перпендикулярно поверхности склона.
  2. Разложение силы тяжести на компоненты: Сила тяжести mgmg имеет две компоненты:

    • Параллельно склону: mgsin⁡αmg \sin \alpha
    • Перпендикулярно склону: mgcos⁡αmg \cos \alpha
  3. Нормальная сила: Поскольку нормальная сила NN компенсирует перпендикулярную компоненту силы тяжести, она равна:

    N=mgcos⁡αN = mg \cos \alpha
  4. Условия равновесия вдоль склона: Поскольку движение равномерное, силы, действующие вдоль склона, уравновешиваются. Поэтому:

    F=Fтр+mgsin⁡αF = F_{\text{тр}} + mg \sin \alpha

    где сила трения Fтр=μNF_{\text{тр}} = \mu N.

  5. Подстановка значений: Подставим Fтр=μNF_{\text{тр}} = \mu N и N=mgcos⁡αN = mg \cos \alpha в уравнение:

    F=μmgcos⁡α+mgsin⁡αF = \mu mg \cos \alpha + mg \sin \alpha
  6. Вычисление коэффициента трения: Выразим μ\mu:

    μ=F−mgsin⁡αmgcos⁡α\mu = \frac{F - mg \sin \alpha}{mg \cos \alpha}
  7. Подставим числовые значения:

    • g=9.8 м/с2g = 9.8 \, \text{м/с}^2
    • m=20 кгm = 20 \, \text{кг}
    • F=204 НF = 204 \, \text{Н}
    • α=60∘⇒sin⁡60∘=32≈0.866\alpha = 60^\circ \Rightarrow \sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0.866 и cos⁡60∘=0.5\cos 60^\circ = 0.5

    Тогда:

    μ=204−20⋅9.8⋅0.86620⋅9.8⋅0.5\mu = \frac{204 - 20 \cdot 9.8 \cdot 0.866}{20 \cdot 9.8 \cdot 0.5}
  8. Рассчитаем численно:

    • mgsin⁡α=20⋅9.8⋅0.866≈169.6mg \sin \alpha = 20 \cdot 9.8 \cdot 0.866 \approx 169.6
    • mgcos⁡α=20⋅9.8⋅0.5=98mg \cos \alpha = 20 \cdot 9.8 \cdot 0.5 = 98

    Подставим:

    μ=204−169.698≈34.498≈0.35\mu = \frac{204 - 169.6}{98} \approx \frac{34.4}{98} \approx 0.35

Ответ:

Коэффициент трения μ≈0.4\mu \approx 0.4 (округлено до десятых).

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос