Задачи › Сила трения: покой и проскальзывание

Детали на тормозящей ленте

  1. Детали на тормозящей ленте

    ИОШ 2022/23, 10 кл.
    5/10

    На горизонтальную ленту транспортёра, которая движется со скоростью \(v = 2\) м/с, из накопителя станка падают готовые детали. Лента переносит детали до конца транспортёра, где они сваливаются в ящик – приёмник деталей. Расстояние между соседними деталями \(d = 8\) см. Из-за отключения электричества лента практически мгновенно останавливается. Сколько деталей свалится в ящик, если коэффициент трения между деталями и лентой равен \(\mu = 0{,}2\)? Считать, что \(g = 10\) м/с\(^2\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сравните тормозной путь детали с расстоянием между соседними деталями. Тормозной путь найдите из закона сохранения энергии.

    Ответ

    \(N = 12\) деталей.

    Решение

    Сразу после остановки ленты детали имеют скорость \(v = 2\) м/с относительно ленты и будут останавливаться благодаря трению. В ящик свалятся те детали, тормозной путь которых больше, чем расстояние от них до ящика в момент остановки транспортёра. Тормозной путь \(S\) тела, движущегося по шероховатой горизонтальной поверхности, можно найти из закона сохранения энергии \[\frac{mv^2}{2} = \mu m g S,\] где \(m\) – масса тела, \(v\) – его начальная скорость, \(\mu\) – коэффициент трения между телом и поверхностью. Отсюда находим \[S = \frac{v^2}{2\mu g}.\] Поэтому в ящик свалятся \[N = \left[\frac{S}{d}\right] = \left[\frac{v^2}{2\mu g d}\right] = 12~\text{деталей},\] где квадратные скобки обозначают целую часть числа.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи