Задачи › Равновесие тел, моменты сил

Кошка прыгает с табуретки

  1. Кошка прыгает с табуретки

    МОШ 2015/16, 11 кл.
    5/10

    На краю табуретки массой \(M = 4{,}5\) кг сидит кошка массой \(m = 1{,}5\) кг. Высота табуретки \(h = 45\) см, а расстояние между ножками \(d = 30\) см (см. рис.). Коэффициент трения между ножками и полом равен \(\mu = 0{,}5\). Кошка прыгает с табуретки в направлении, показанном стрелкой. При этом ускорение центра масс кошки направлено горизонтально. При каком максимальном значении модуля этого ускорения табуретка будет оставаться неподвижной? Если модуль ускорения превысит это значение на очень малую величину, то как начнёт двигаться табуретка: скользить по полу или опрокидываться, поворачиваясь вокруг некоторой оси? Ускорение свободного падения можно считать равным \(g = 10\) м/с\(^2\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Найдите горизонтальную и вертикальную силы, действующие на табуретку со стороны кошки, и сравните два порога: по моменту сил (опрокидывание вокруг дальней ножки) и по трению (проскальзывание).

    Ответ

    Табуретка будет оставаться неподвижной, если модуль ускорения центра масс кошки не превышает \(a = \dfrac{gd}{h}\left(\dfrac{M}{2m} + 1\right) \approx 16{,}67\) м/с\(^2\); при превышении этого значения на малую величину табуретка начнёт опрокидываться.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи