Задачи › Брусок на доске

Доска и брусок под силой

  1. Доска и брусок под силой

    Физтех 2024/25, 10 кл.
    3/10

    На гладкой горизонтальной плоскости лежит доска, на которой покоится брусок. К доске прикладывают горизонтальную силу \(F = 2 \cdot F_0\), где \(F_0\) — минимальная сила, которую следует приложить к доске, чтобы началось относительное движение бруска и доски. Доска и брусок движутся поступательно. Ускорение бруска относительно доски больше ускорения бруска относительно плоскости в \(3\) раза.

    Найдите отношение массы доски к массе бруска. Ответ приведите с точностью до десятых.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Минимальная сила соответствует моменту, когда сила трения между бруском и доской достигает предельного значения. Выразите ускорения бруска и доски через \(F\) и сравните их.

    Решение

    \(F_0 = \mu g(M + m)\), где \(\mu\) — коэффициент трения скольжения бруска по доске, \(g\) — ускорение свободного падения, \(M\) — масса доски, \(m\) — масса бруска; \(F = \alpha\cdot\mu g(M + m)\); ускорение бруска \(a_б = \mu g\) (1); ускорение доски \(a_д = \mu g\Bigl(\alpha + \dfrac{m}{M}(\alpha - 1)\Bigr)\); ускорение бруска относительно доски \(a_{\text{отн}} = a_д - a_б\), \(a_{\text{отн}} = \mu g(\alpha - 1)\Bigl(1 + \dfrac{m}{M}\Bigr)\) (2); по условию \(\dfrac{a_{\text{отн}}}{a_б} = n\) (3). Из (1), (2) и (3) получаем \[\dfrac{M}{m} = \dfrac{\alpha - 1}{n - \alpha + 1}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи