Задачи › Сила трения: покой и проскальзывание

Диск в ножницах

  1. Диск в ножницах

    Белорусская 1997/98, заключительный этап, 10 кл. · №24490

    10-5. На гладкой горизонтальной поверхности находится жесткий диск. Двумя стержнями, шарнирно закрепленными в точке А (ножницами), диск начинают сдвигать, сдавливая стержни. Когда угол между стержнями оказался равным \(\alpha\), диск «заклинило», то есть он перестал двигаться, при любом усилии, прикладываемом к стержням. Найдите коэффициент трения между диском и стержнями.

    Рисунок
    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Диск перестанет двигаться, когда сумма проекций сил реакции и трения со стороны стержней на направление сдавливания обратится в нуль.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(\mu=\operatorname{tg}\dfrac{\alpha}{2}\).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    10-5. На диск со стороны стержней действуют силы нормальной реакции \(\vec{N}\) и силы трения \(\vec{F}_{\text{тр}}\). Диск прекратит движение, когда

    \[F_{\text{тр}} \cos \alpha / 2 = N \sin \alpha / 2.\]

    Учитывая, что

    \[F_{\text{тр}} = \mu N,\]

    найдем

    \[\mu = \operatorname{tg} \frac{\alpha}{2}.\]

    Заметим, что ответ не зависит от значения силы \(\vec{N}\), поэтому «заклинивание» диска произойдет при данном угле при любом значении сил, действующих на стержни.

    Рисунок

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи