Неугомонные дракончики Вжих и Пых решили покататься на ватрушках по снежным горкам. И всё бы было огонь, если бы их другу Вико не задали в этот день лабораторную работу по…
Неугомонные дракончики Вжих и Пых решили покататься на ватрушках по снежным горкам. И всё бы было огонь, если бы их другу Вико не задали в этот день лабораторную работу по изучению силы трения. Первым делом Вико взвесил всех участников «покатушек». Выяснилось, что масса Вжиха равна M1=30.5 кг, а вот Пых поднабрал и весы показали, что его масса M2=46кг. Также выяснилось, что их ватрушки одинаковые и имеют массу m=2кг каждая. Во втором эксперименте было установлено, что для перемещения пустой ватрушки по горизонтальной части горки к ней необходимо прикладывать горизонтальную силу F не менее 3.5 Н. Считайте, что коэффициент трения ватрушки о всю поверхность горки является постоянным, ускорение свободного падения примите равным g=10м/с2. Помогите Вико правильно ответить на вопросы и получить пятёрку. Какую минимальную горизонтальную силу нужно приложить, чтобы сдвинуть ватрушку с сидящим на ней Пыхом, если всё происходит на горизонтальном участке горки? Ответ выразите в ньютонах, округлите до десятых.
Решение:
Анализ задачи:
- Масса Вжиха, М1 = 30.5 кг
- Масса Пыха, М2 = 46 кг
- Масса ватрушки, m = 2 кг
- Минимальная горизонтальная сила, F = ?
- Коэффициент трения, μ
- Ускорение свободного падения, g = 10 м/с²
Определение сил, действующих на систему:
- Гравитационные силы:
- Для Вжиха: F₁ = М1 * g
- Для Пыха: F₂ = М2 * g
- Для ватрушки: Fₘ = m * g
- Сила трения, направленная против движения ватрушки
- Гравитационные силы:
Расчет силы трения:
- Сначала найдем суммарную силу с учетом всех масс:
- Суммарная гравитационная сила = F₁ + F₂ + Fₘ
- Теперь найдем минимальную горизонтальную силу, необходимую для сдвига:
- Сила трения между ватрушкой и поверхностью горки = μ * (F₁ + F₂ + Fₘ)
- Минимальная горизонтальная сила для сдвига = Суммарная сила - Сила трения
- Сначала найдем суммарную силу с учетом всех масс:
Решение:
- Суммарная гравитационная сила = (30.5 + 46 + 2) * 10 = 785 Н
- Сила трения = μ * 785
- Дано: минимальная сила трения = 3.5 Н
- Уравнение для нахождения коэффициента трения:
3.5 = μ * 785 μ = 3.5 / 785 ≈ 0.0045 - Минимальная горизонтальная сила = 785 - 3.5 = 781.5 Н
Ответ:
- Минимальная горизонтальная сила, которую нужно приложить, чтобы сдвинуть ватрушку с Пыхом, равна примерно 781.5 Н.
