Задачи › Сила трения: покой и проскальзывание

Коэффициент трения по графику силы

  1. Коэффициент трения по графику силы

    «Надежда энергетики» 2018/19, 9 кл.
    5/10

    Тело массой \(2\) кг покоится на горизонтальной поверхности. На тело начинает действовать горизонтальная сила, зависимость модуля которой от времени представлена на графике. Через \(4\) с после начала действия силы скорость тела стала равна \(12{,}5\) м/с. Определите коэффициент трения тела о поверхность.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Тело начнёт двигаться, когда сила превысит максимальную силу трения покоя. Изменение импульса тела равно импульсу равнодействующей силы, то есть площади под графиком на участке движения.

    Ответ

    \(\mu = 0{,}5\).

    Решение

    Тело начнёт двигаться, когда действующая на него сила превысит максимальную силу трения покоя \(F_{\text{тр}} = \mu m g = 20\mu\) Н. По графику сила растёт от нуля линейно, поэтому это произойдёт в момент \(t_0 = 2\mu\) с (на рисунке \(F(t_0) = 20\mu\)). Изменение импульса тела равно площади трапеции под графиком равнодействующей силы \(F - \mu m g\) на отрезке от \(t_0\) до \(4\) с: \[m v = \frac{1}{2}\Big((4 - 2) + (4 - 2\mu)\Big)\cdot(20 - 20\mu).\] После подстановки данных \(mv = 2 \cdot 12{,}5 = 25\) Н\(\cdot\)с: \[(6 - 2\mu)(1 - \mu) = 2{,}5,\] то есть \(4\mu^2 - 16\mu + 7 = 0\). Корни \(\mu = 0{,}5\) и \(\mu = 3{,}5\); физически подходит \(\mu = 0{,}5\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи