Задачи › Сила трения: покой и проскальзывание

Брусок между двумя грузами

  1. Брусок между двумя грузами

    МОШ 2015/16, 8 кл.
    4/10

    К бруску, лежащему на столе, с двух сторон с помощью систем из нитей и блоков прикреплены два груза (см. рисунок). Масса левого груза \(m_1 = 2\) кг и остаётся постоянной, а массу правого груза \(m_2\) можно изменять. Оказалось, что если масса правого груза больше 2 кг, но меньше 6 кг, то система находится в равновесии, в противном случае брусок начинает двигаться. Найдите коэффициент трения \(\mu\) между бруском и столом, если масса бруска 10 кг. Нити невесомы и нерастяжимы, блоки невесомы и трения в осях блоков нет.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Правый груз висит на подвижном блоке, поэтому нить тянет брусок вдвое слабее, чем вес груза. Сила трения покоя на границах равновесия достигает максимума \(\mu N\).

    Ответ

    \(\mu = 0{,}1\).

    Решение

    Когда система находится в равновесии, сила натяжения \(T_1\) нити, привязанной к бруску справа, равна силе тяжести, действующей на левый груз: \(T_1 = m_1 g\); а сила натяжения \(T_2\) нити, привязанной к бруску слева, равна половине силы тяжести, действующей на правый груз: \(T_2 = m_2 g/2\). На брусок по вертикали действуют сила тяжести \(Mg\) и сила реакции опоры \(N\). Из условия равновесия \(N = Mg\). По горизонтали на брусок действуют силы натяжения нитей и сила трения \(F_{\text{тр}}\), из условия равновесия \(F_{\text{тр}} = |T_1 - T_2| = |m_1 g - m_2 g/2|\). Модуль силы трения не может быть больше, чем \(\mu N\), откуда \[\mu M g = m_1 g - \frac{m_{2\min} g}{2} = \frac{m_{2\max} g}{2} - m_1 g,\] \[\mu = \frac{2 m_1 - m_{2\min}}{2M} = \frac{m_{2\max} - 2 m_1}{2M} = 0{,}1 .\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи