natalinatark
16.06.2022 23:28

Решить !
эта работа по законам ньютона

Нажмите на рекламу ниже и сразу увидите ответ
Популярные вопросы:
Ответ:
Valeri050608
06.06.2021 08:49

h = \frac{ s }{ ( 1/ \mu - 1/ tg{\alpha} )( \cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} )^2 }  , при условии:  arctg{(\mu)} < \alpha < arcCtg{(\mu)}  ;

*** если же переход от наклонной плоскости скруглённый, и:  R \gg 2h ( 1 - \frac{\mu}{tg{\alpha}} )  , то:

h = \frac{ s }{ 1/\mu - 1/tg{(\alpha)} }  .

Объяснение:

По закону сохранений энергии:

E_{ko} + E_{no} - A_\alpha = E_{k\alpha} + E_{n\alpha}  ;

где:

E_{ko} = 0  и  E_{no} = mgh  – начальные значения кинетической и потенциальной энергии;

E_{k\alpha} = \frac{mv_\alpha^2}{2}  и  E_{n\alpha} = 0  – значения кинетической и потенциальной энергии перед ударом о горизонтальную поверхность, в самом низу наклонной плоскости;

A_\alpha  – работа силы трения на наклонной плоскости;

A_\alpha = F_\alpha \cdot L  – работа

силы трения  F_\alpha = \mu mg \cos{\alpha}  на наклонной плоскости,

где:  L = \frac{h}{\sin{\alpha}}  – длина наклонной плоскости;

A_\alpha = \frac{ \mu mgh }{tg{\alpha}}  ;

В итоге:

mgh - \frac{ \mu mgh }{tg{\alpha}} = \frac{mv_\alpha^2}{2}  ;

(*) \frac{v_\alpha^2}{2} = gh ( 1 - \frac{\mu}{tg{\alpha}} )  ;

Из этого вытекает очевидное условие, что:

1 - \frac{\mu}{tg{\alpha}} 0  ;

1 \frac{\mu}{tg{\alpha}}  ;

tg{\alpha} \mu  , т.е. угол наклона должен быть более значения:  \alpha arctg{(\mu)}  , иначе груз вообще не сдвинется с места, и, разумеется, никакого расстояния  s  не пройдёт, а общая формула (данная в ответе) даст формально отрицательный ответ для высоты  h  .

Теперь «удар», т.е. переход с наклонной плоскости на горизонталь. Во время удара теряется вертикальная составляющая импульса  mv_{\alpha y} = mv_\alpha \sin{\alpha}  . Это происходит почти мгновенно (  \Delta t  ), под воздействием гасящей его чрезвычайно резко возрастающей на время гашения силы реакции опоры (и веса – соответственно)  N_{nep}  . Удар груза об опору в момент его перехода на горизонталь будем считать абсолютно неупругим, происходящим таким образом, что груз после него не подскакивает. Тогда можно записать, что:

mv_{\alpha y} - N_{nep} \Delta t = 0  ;

N_{nep} = \frac{mv_{\alpha y}}{\Delta t}  ;

За это время  \Delta t  груз так же заметно замедляется под воздействием чрезвычайно резко возрастающей на время гашения силы трения:

F_{nep} = \mu N_{nep} = \mu \cdot \frac{mv_{\alpha y}}{\Delta t}  ;

Соответственно, гасится и горизонтальный импульс:

mv_\alpha' = mv_{\alpha x} - F_{nep} \Delta t = mv_\alpha \cos{\alpha} - \mu \cdot \frac{mv_{\alpha y}}{\Delta t} \cdot \Delta t =

= mv_\alpha \cos{\alpha} - \mu mv_\alpha \sin{\alpha} = mv_\alpha ( \cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} )  ;

v_\alpha' = v_\alpha ( \cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} )  ;

Из последнего вытекает очевидное условие, что:

\cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} 0  ;

\cos{\alpha} \mu \sin{\alpha}  ;

\frac{\cos{\alpha}}{\sin{\alpha}} \mu  ;

tg{\alpha} < \frac{1}{\mu}  , т.е. угол наклона должен быть не более определённого значения:  \alpha < arctg\frac{1}{\mu} = arcCtg{(\mu)}  , иначе груз после удара о горизонтальную плоскость просто остановится, и никакого расстояния  s  не пройдёт, а общая формула (данная в ответе) даст формально отрицательный ответ для высоты  h  .

Кинетическая энергия груза после «ударного» торможения:

E_{k\alpha}' = \frac{1}{2} mv_\alpha'^2 = \frac{1}{2} mv_\alpha^2 ( \cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} )^2  ;

Далее, снова по закону сохранений энергии (с учётом неизменного значения потенциальной):

E_{k\alpha}' - A_{ocm} = E_{k}'  ;

где:

A_{ocm} = F_{mp} \cdot s = \mu mg s  – работа силы трения на горизонтальном участке до остановки;

а  E_{k}' = 0  – конечная кинетическая энергия (остановка);

\frac{1}{2} mv_\alpha^2 ( \cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} )^2 = \mu mg s  ;

\frac{v_\alpha^2}{2} = \frac{ \mu g s }{ ( \cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} )^2 }  ;

Учитывая (*):

gh ( 1 - \frac{\mu}{tg{\alpha}} ) = \frac{ \mu g s }{ ( \cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} )^2 }  ;

h ( 1 - \frac{\mu}{tg{\alpha}} ) = \frac{ \mu s }{ ( \cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} )^2 }  ;

h = \frac{ s }{ ( 1/ \mu - 1/ tg{\alpha} )( \cos{\alpha} - \mu \sin{\alpha} )^2 }  .

*** Если же переход от наклонной плоскости гладкий, и при этом: \frac{v_\alpha^2}{R} \ll g  , т.е. радиус перехода:  R \gg 2h ( 1 - \frac{\mu}{tg{\alpha}} )  , то «ударная» потеря – пренебрежима, и:  v_\alpha' = v_\alpha  , а, значит:

h = \frac{ \mu s }{ 1 - \mu Ctg{(\alpha)} } = \frac{ s }{ 1/\mu - 1/tg{(\alpha)} }  .

0,0(0 оценок)
Ответ:
кио4
03.05.2022 18:35
Я защищаю господина Трение за то, что он нам ходить по земле. Если бы не было трения, то мы не смогли бы ходить. Просто стояли бы на месте. А если бы попытались сделать шаг, этого бы не получилось. Мы все думаем, что мы видим очень гладкую поверхность, но это не так. Все поверхности имеют шероховатую плоскость, и поэтому с трения мы отталкиваемся от земли. Силу трения можно уменьшить во много раз, если между трущимися предметами ввести смазку. Например, человек катается на лыжах. Если смазать лыжи лыжной смазкой, то уменьшится сила трения скольжения и человек будет сильно отталкиваться от земли. Такое трение возникает при движении саней и лыж: по снегу. Так, при движении колес вагона, автомобиля, при перекатывании бревен или бочки по земле проявляется трение качения. Положив деревянный брусок на круглые палочки и прикрепив динамометр можно измерить силу трения качения. При равных нагрузках сила трения качения больше, чем сила трения скольжения Сила трения покоя позволяет машинам, велосипедам и другим движущимся предметам останавливаться при торможении, но без трения покоя он даже не смог бы и начать движение.
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота