Задачи › Сила трения: покой и проскальзывание

Брусок под действием растущей силы

  1. Брусок под действием растущей силы

    «Шаг в будущее» 2016/17, 9 кл.
    5/10

    Брусок массой \(10\) кг двигался по плоскости из состояния покоя. Сила, приложенная к бруску, линейно изменялась от \(20\) Н до \(50\) Н за время \(2\) минуты. Какова скорость бруска к концу 2-й минуты, если коэффициент трения бруска о плоскость равен \(0{,}3\)? Ускорение свободного падения равно \(10\) м/с\(^2\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сначала найдите максимальную силу трения покоя и определите, в какой момент брусок тронется с места. Дальше удобно воспользоваться графиком ускорения.

    Ответ

    \(\upsilon = 80\) м/с.

    Решение

    Максимальная сила трения покоя равна \(F_{тр.м} = \mu N = \mu mg = 0{,}3\cdot 10\cdot 10 = 30\) Н. Так как сила нарастала со скоростью \(\Delta F/\Delta t = 30/120 = 0{,}25\) Н/с, то в течение 40 с брусок не двигался. Далее сила трения оставалась постоянной и равной 30 Н, а сила тяги нарастала и увеличивала ускорение бруска. Т.е. имеем дело с неравноускоренным движением. Равнодействующая сил будет равна разности сил тяги \(T\) и силы трения \(F_{тр}\): \[R = T(t) - F_{тр},\] Можно построить график зависимости ускорения \(a = R/m\) от времени. Тогда площадь, ограниченная графиком, определяет изменение скорости бруска: \[\upsilon - \upsilon_0 = \frac{a - a_0}{2}\,(t - t_0) = 80~\text{м/с}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи