Для решения задачи о максимальном угле наклона лестницы, которая стоит на шероховатом полу и прислонена к гладкой стене, необходимо использовать физику статического равновесия.
Давайте обозначим:
- \( \mu \) — коэффициент трения (в нашем случае \( \mu = 0.5 \)).
- \( g \) — ускорение свободного падения (\( g = 9.8 \, \text{м/с}^2 \)).
- \( \alpha \) — угол между лестницей и полом (нам нужно найти максимальный угол между лестницей и стеной, то есть \( 90^\circ - \alpha \)).
Сила тяжести (с направлением вниз) будет действовать на лестницу и равна \( mg \), где \( m \) — масса лестницы.
На лестницу действуют две основные силы: сила тяжести и нормальная сила от пола, а также сила трения, которая препятствует скольжению лестницы.
Сила трения определяется как: \[ F_{\text{тр}} = \mu N, \] где \( N \) — нормальная сила, равная \( mg \cos(\alpha) \).
Для равновесия лестницы, чтобы она не скользила, необходимо, чтобы сила трения равнялась горизонтальной компоненте силы, действующей из-за давления на стену: \[ \mu mg \cos(\alpha) \geq mg \sin(\alpha). \]
Упростим уравнение, разделив его на \( mg \): \[ \mu \cos(\alpha) \geq \sin(\alpha). \] Это можно переписать в виде: \[ \tan(\alpha) \leq \mu. \]
Подставив значение коэффициента трения: \[ \tan(\alpha) \leq 0.5. \]
Теперь нам нужно найти угол \( \alpha \). Воспользуемся таблицей значений тангенсов или обратной функцией тангенса: \[ \alpha \leq \arctan(0.5). \]
Вычисляем: \[ \alpha \approx 26.57^\circ. \]
Угол между лестницей и стеной будет: \[ 90^\circ - \alpha \approx 90^\circ - 26.57^\circ \approx 63.43^\circ. \]
Округляя до целого числа, получаем максимальный угол: \[ \boxed{63^\circ}. \]
Это максимальный угол между лестницей и стеной, при котором она не упадет.