Человек массой m = 70 кг стоит на тележке массой М == 140 кг, которая движется с постоянной скоростью U = 1 м/с по горизонтальной поверхности. С какой скоростью и в каком направлении должен идти по ней человек, чтобы тележка остановилась
Для того, чтобы тележка остановилась, необходимо, чтобы сумма всех горизонтальных сил, действующих на систему человек-тележка, была равна нулю.
Сумма всех горизонтальных сил равна нулю: F = 0
Силы, действующие на систему:
Сила трения между тележкой и поверхностью, равная Fтр = μ N, где μ - коэффициент трения, N - нормальная реакция опоры, равная весу тележки и человека, N = (m + M) g.Сила трения между человеком и тележкой, равная Fтр1 = μ1 m g, где μ1 - коэффициент трения между человеком и тележкой.Сила, с которой человек толкает тележку, равная Fтолк = m * a, где a - ускорение человека.
Таким образом, уравнение для равновесия системы будет следующим:
Fтр - Fтр1 + Fтолк = 0μ (m + M) g - μ1 m g + m * a = 0
Так как тележка движется с постоянной скоростью, то a = 0, следовательно: μ (m + M) g - μ1 m g = 0
Из этого уравнения можно найти значение коэффициента трения μ1: μ1 = μ * (m + M) / m
После нахождения μ1 можно найти скорость, с которой должен идти человек: Fтр1 = μ1 m g
Таким образом, человек должен идти со скоростью, при которой Fтр1 равна силе трения между ним и тележкой.
Для того, чтобы тележка остановилась, необходимо, чтобы сумма всех горизонтальных сил, действующих на систему человек-тележка, была равна нулю.
Сумма всех горизонтальных сил равна нулю:
F = 0
Силы, действующие на систему:
Сила трения между тележкой и поверхностью, равная Fтр = μ N, где μ - коэффициент трения, N - нормальная реакция опоры, равная весу тележки и человека, N = (m + M) g.Сила трения между человеком и тележкой, равная Fтр1 = μ1 m g, где μ1 - коэффициент трения между человеком и тележкой.Сила, с которой человек толкает тележку, равная Fтолк = m * a, где a - ускорение человека.Таким образом, уравнение для равновесия системы будет следующим:
Fтр - Fтр1 + Fтолк = 0μ (m + M) g - μ1 m g + m * a = 0Так как тележка движется с постоянной скоростью, то a = 0, следовательно:
μ (m + M) g - μ1 m g = 0
Из этого уравнения можно найти значение коэффициента трения μ1:
μ1 = μ * (m + M) / m
После нахождения μ1 можно найти скорость, с которой должен идти человек:
Fтр1 = μ1 m g
Таким образом, человек должен идти со скоростью, при которой Fтр1 равна силе трения между ним и тележкой.