Вопрос задан 15.01.2025 в 22:59. Предмет Физика. Спрашивает Жунусбек Сагыныш.

Спиленное дерево массой m = 100 кг с помощью лебёдки равномерно втаскивают на плоскую поверхность грузовой платформы трелевочного трактора, которая наклонена под углом 45° к горизонту. Динамометр, контролирующий натяжение троса лебёдки, показывает, что сила Fнат = 850 Н. Найти коэффициент трения скольжения между бревном и платформой

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Семенчук Алиса.

Чтобы найти коэффициент трения скольжения μ\mu между бревном и платформой, нужно рассмотреть силы, действующие на бревно в процессе его подъёма по наклонной поверхности.

Дано:

  • Масса бревна, m=100кгm = 100 \, \text{кг};
  • Угол наклона платформы, α=45\alpha = 45^\circ;
  • Сила натяжения троса, Fнат=850НF_{\text{нат}} = 850 \, \text{Н};
  • Ускорение, так как подъём равномерный, равно нулю (то есть a=0a = 0).

Шаг 1: Составление уравнений для сил

Поскольку подъём происходит равномерно, это означает, что результирующая сила, действующая на бревно вдоль наклонной плоскости, равна нулю.

Основные силы, действующие на бревно:

  1. Сила тяжести Fтяж=mgF_{\text{тяж}} = mg, где g=9.8м/с2g = 9.8 \, \text{м/с}^2.
  2. Сила натяжения троса FнатF_{\text{нат}}, направленная вверх по наклонной плоскости.
  3. Сила трения Fтр=μNF_{\text{тр}} = \mu N, направленная вниз по наклонной плоскости, где NN — нормальная реакция опоры.

Разложим силы по компонентам

  1. Сила тяжести имеет две составляющие:

    • Параллельно плоскости: Fтяж, паралл=mgsinαF_{\text{тяж, паралл}} = mg \sin \alpha.
    • Перпендикулярно плоскости: Fтяж, перпен=mgcosαF_{\text{тяж, перпен}} = mg \cos \alpha.
  2. Нормальная сила NN равна перпендикулярной компоненте силы тяжести:

    N=mgcosαN = mg \cos \alpha
  3. Сила трения: Fтр=μN=μmgcosαF_{\text{тр}} = \mu N = \mu mg \cos \alpha.

Шаг 2: Запись уравнения равновесия

Поскольку подъём равномерный (ускорение нулевое), сумма сил вдоль плоскости равна нулю:

Fнат=Fтяж, паралл+FтрF_{\text{нат}} = F_{\text{тяж, паралл}} + F_{\text{тр}}

Подставим выражения для составляющих сил:

Fнат=mgsinα+μmgcosαF_{\text{нат}} = mg \sin \alpha + \mu mg \cos \alpha

Шаг 3: Выразим коэффициент трения μ\mu

Перенесём mgsinαmg \sin \alpha влево и выразим μ\mu:

μmgcosα=Fнатmgsinα\mu mg \cos \alpha = F_{\text{нат}} - mg \sin \alpha μ=Fнатmgsinαmgcosα\mu = \frac{F_{\text{нат}} - mg \sin \alpha}{mg \cos \alpha}

Шаг 4: Подставим значения и найдём μ\mu

Подставим m=100кгm = 100 \, \text{кг}, g=9.8м/с2g = 9.8 \, \text{м/с}^2, α=45\alpha = 45^\circ, Fнат=850НF_{\text{нат}} = 850 \, \text{Н}:

  1. mg=100×9.8=980Нmg = 100 \times 9.8 = 980 \, \text{Н}.
  2. sin45=cos45=220.707\sin 45^\circ = \cos 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 0.707.

Теперь подставим в формулу:

μ=8509800.7079800.707\mu = \frac{850 - 980 \cdot 0.707}{980 \cdot 0.707} μ=850692.86692.86\mu = \frac{850 - 692.86}{692.86} μ157.14692.860.227\mu \approx \frac{157.14}{692.86} \approx 0.227

Ответ:

Коэффициент трения скольжения между бревном и платформой составляет примерно μ0.23\mu \approx 0.23.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос