Задание №91497. Под действием постоянной горизонтальной силы клин массой

Задание №91497 ЕГЭ Физике

Условие задания #91497

Под действием постоянной горизонтальной силы $\vecF$ клин массой $M = 1 кг$ движется по гладкой горизонтальной поверхности стола. По шероховатой поверхности клина, составляющей угол $альфа = 30 в степени левая круглая скобка \circ правая круглая скобка$ с горизонтом, равномерно (относительно клина) скользит вниз брусок массой $m = 0,2 кг.$ Коэффициент трения между бруском и клином $\mu = 0,6.$ Найдите модуль ускорения клина. Сопротивлением воздуха пренебречь. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на брусок. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.

НЕ ЗАБУДЬ ПРИКРЕПИТЬ РЕШЕНИЕ

Ответ

Ответ:

Решение

Обоснование:

Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. Движение бруска поступательное. Следовательно, его можно считать материальной точкой.

При движении бруска по плоскости клина на него действуют силы тяжести mg, трения скольжения $F_тр1$ и реакции опоры $N_1.$ На клин действуют сила тяжести Mg, сила трения между бруском и клином $F_тр2,$ сила реакции опоры $N_2,$ вес бруска P и приложенная горизонтальная сила F. Движение клина по горизонтальной поверхности поступательное. Следовательно, его можно описывать моделью материальной точки.

Так как брусок относительно клина движется равномерно, то клин и брусок относительно Земли движутся с одинаковым ускорением a. В ИСО для обоих тел выполняется второй закон Ньютона.

Силы трения между бруском и клином – парные, по третьему закону Ньютона эти силы равны по модулю в ИСО. Вес бруска по третьему закону Ньютона равен силе реакции опоры N₁.

Решение:

Запишем второй закон Ньютона для бруска:

$\vec F_тр плюс m\vec g плюс \vec N_1=m\vec a.$

Выберем оси: Ox направим горизонтально вправо, Oy направим вертикально вверх. В проекциях на координатные оси:

Ox: $минус N_1 синус альфа плюс F_тр косинус альфа =ma;$

Oy: $N_1 косинус альфа плюс F_тр синус альфа минус mg=0.$

Сила трения между бруском и поверхностью клина $F_тр=\mu N_1.$

Решая данную систему, находим ускорение бруска: $a= дробь: числитель: g левая круглая скобка \mu минус тангенс альфа правая круглая скобка , знаменатель: 1 плюс \mu тангенс альфа конец дроби .$

Подставляя числовые значения, находим ускорение бруска (равное ускорению клина):

$a= дробь: числитель: 10 умножить на левая круглая скобка 0,6 минус тангенс 30 градусов правая круглая скобка , знаменатель: 1 плюс 0,6 умножить на тангенс 30 градусов конец дроби \approx 0,17 м/с в квадрате .$

Понятно ли решение?

Авторизуйся, чтобы посмотреть решение

Активируй TG-бот через QR-код или по кнопке
Введи код авторизации из TG-бота

Активировать TG-бот

Задание №87177 Задание №29280 Задание №29276 Задание №29542 Задание №29279 Задание №80756 Задание №29278 Задание №72091 Задание №81503 Задание №29277 Задание №26615 Задание №87304 Задание №81502 Задание №81479 Задание №81470

Бесплатно

Скачивай наш Тренажер ЕГЭ на iPhone или Android и тренируйся в любое время и в любом месте!