Тело на наклонной плоскости и сила 3mg
6/10На шероховатую наклонную плоскость, составляющую угол \(\alpha = 45^\circ\) с горизонтом, аккуратно кладут шероховатое тело массой \(m\), и оно начинает двигаться с некоторым ускорением. Если к телу приложить силу \(\vec F\) величиной \(3mg\), направленную горизонтально (см. рисунок), оно будет двигаться с таким же ускорением, но направленным вверх вдоль плоскости. Найти коэффициент трения между телом и плоскостью.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСравните ускорения в двух случаях по второму закону Ньютона вдоль плоскости.
Ответ\(\mu = \dfrac{1}{3}\).
РешениеПервый случай: \(N = mg\cos\alpha\), \(ma = mg\sin\alpha - \mu mg\cos\alpha\), откуда \[a = g\left(\sin\alpha - \mu\cos\alpha\right) = \frac{g(1-\mu)}{\sqrt{2}}.\] Второй случай: \(N = mg\cos\alpha + F\sin\alpha = \dfrac{4mg}{\sqrt{2}}\), сила трения направлена вниз вдоль плоскости, и \(ma = F\cos\alpha - mg\sin\alpha - \mu N\), откуда \[a = \frac{2g(1-2\mu)}{\sqrt{2}}.\] Ускорения равны: \(\dfrac{g(1-\mu)}{\sqrt{2}} = \dfrac{2g(1-2\mu)}{\sqrt{2}}\), откуда \(\mu = \dfrac{1}{3}\).
Похожие задачи
- Все ниже, и ниже, и ниже… СПбГУ 2011/12, 9 кл.
- Время движения, вес и кинетическая энергия тележки Интернет-олимпиада 2012/13, 10 кл.
- Шайба вверх и вниз по наклонной плоскости Курчатов 2013/14, 11 кл.
- Брусок на шероховатой наклонной плоскости МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Тяни-толкай СПбГУ 2013/14, 10 кл.
- Наклонный рельс с лебёдкой Интернет-олимпиада 2014/15, 11 кл.