К грузу массой m=10 кг приложена сила f=100 н под углом а=30 к горизонту. коэффицент трения между грузом и горизонтальной поверхностью k=0,2. определить ускорение груза.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Ускорение груза составляет примерно 7,7 м/с². ️ Шаг 1: Анализ сил и составление уравнений На груз действуют следующие силы:

  • Сила тяжести: Fтяж=mgcap F sub т я ж end-sub equals m g Сила реакции опоры: Ncap N Внешняя сила: Fcap F Сила трения: Fтр=kNcap F sub т р end-sub equals k center dot cap N

Согласно второму закону Ньютона в проекциях на оси координат:

  1. На вертикальную ось OYcap O cap Y: N+Fsin(α)mg=0cap N plus cap F center dot sine open paren alpha close paren minus m g equals 0 На горизонтальную ось OXcap O cap X: Fcos(α)Fтр=macap F center dot cosine open paren alpha close paren minus cap F sub т р end-sub equals m center dot a

️ Шаг 2: Определение силы реакции опоры и силы трения Из уравнения для оси OYcap O cap Y выразим силу реакции опоры Ncap N: N=mgFsin(α)cap N equals m g minus cap F center dot sine open paren alpha close parenИспользуя это выражение, найдем силу трения: Fтр=k(mgFsin(α))cap F sub т р end-sub equals k center dot open paren m g minus cap F center dot sine open paren alpha close paren close parenПодставим значения (принимая g=9,8м/с2g equals 9 comma 8 space м/с squared):

  • N=109,8100sin(30)=981000,5=48Нcap N equals 10 center dot 9 comma 8 minus 100 center dot sine open paren 30 raised to the composed with power close paren equals 98 minus 100 center dot 0 comma 5 equals 48 space Н Fтр=0,248=9,6Нcap F sub т р end-sub equals 0 comma 2 center dot 48 equals 9 comma 6 space Н

️ Шаг 3: Вычисление ускорения Подставим полученную силу трения в уравнение для оси OXcap O cap X: a=Fcos(α)Fтрma equals the fraction with numerator cap F center dot cosine open paren alpha close paren minus cap F sub т р end-sub and denominator m end-fraction a=100cos(30)9,610a equals the fraction with numerator 100 center dot cosine open paren 30 raised to the composed with power close paren minus 9 comma 6 and denominator 10 end-fraction a1000,8669,610=86,69,610=7,7м/с2a is approximately equal to the fraction with numerator 100 center dot 0 comma 866 minus 9 comma 6 and denominator 10 end-fraction equals the fraction with numerator 86 comma 6 minus 9 comma 6 and denominator 10 end-fraction equals 7 comma 7 space м/с squared Ответ: Ускорение груза равно 7,7 м/с². Сообщите, если необходимо рассчитать ускорение для другого коэффициента трения или изменить угол наклона силы.

Форма ответа

Ваш аватар