Коэффициент трения по графику силы
5/10Тело 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.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаТело 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\(\mu = 0{,}5\).
РешениеТело 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 \(\mu = 0{,}5\).
Похожие задачи
- Коробка на санках СПбГУ 2010/11, 10 кл.
- Брусок под углом МОШ 2011/12, 10 кл.
- Прокатный стан ИОШ 2013/14, 9-11 кл.
- Туда-сюда ВсОШ 2013/14, 9 кл.
- Два бруска, сцепленные пружиной СПбГУ 2014/15, 10 кл.
- Два бруска, сцепленные пружиной СПбГУ 2014/15, 11 кл.