Сверь числа и знаки с фото.
- Тело массой m движется по вертикальной стене под действием силы F, направленной вниз, под углом α к вертикали. Найти ускорение тела. Коэффициент трения между телом и стеной равен μ.
Краткий ответ: если сила \(F\) прижимает тело к стене, а тело скользит вниз, то проекция ускорения на направление вниз:
\[ a_{\downarrow}=g+\frac{F}{m}\left(\cos\alpha-\mu\sin\alpha\right). \]
Рисунок справа в кадре относится к задаче 5; для №4 он не нужен.
Как получить формулу
Раскладываем \(F\) на составляющие: \[ F_{\perp}=F\sin\alpha \quad\text{— прижимает к стене,} \] \[ F_{\parallel}=F\cos\alpha \quad\text{— направлена вниз.} \]
Поперёк стены тело не движется, поэтому нормальная реакция: \[ N=F\sin\alpha. \]
Сила трения скольжения направлена вверх, против движения вниз: \[ F_{\text{тр}}=\mu N=\mu F\sin\alpha. \]
Второй закон Ньютона вдоль стены: \[ ma=mg+F\cos\alpha-\mu F\sin\alpha. \]
Делим на \(m\): \[ \boxed{a=g+\frac{F}{m}\left(\cos\alpha-\mu\sin\alpha\right)} \]
Проверка:
- при \(\alpha=0\) сила направлена вдоль стены, трения нет: \(a=g+\frac{F}{m}\);
- при \(\alpha=90^\circ\) сила только прижимает тело: \(a=g-\frac{\mu F}{m}\).
Если тело из состояния покоя не может сдвинуться, то \(a=0\): это возможно при \(mg+F\cos\alpha\le \mu F\sin\alpha\).