На какую высоту h может подняться человек по лестнице длиной L = 3 м, стоящей под углом α = 300 к идеально гладкой стенке? Коэффициент трения между лестницей и полом k= 0,5; масса человека в а = 3 раз больше массы лестницы.
Для того чтобы найти наибольшую высоту, на которую может подняться человек по лестнице, нужно воспользоваться равновесием сил.
Сначала найдем силу трения, действующую на лестницу. Сила трения равна произведению коэффициента трения и нормальной реакции: Fтр = k * N
Нормальная реакция равна проекции силы реакции опоры l на вертикальное направление: N = mлест g cos(α)
С учетом данного угла, проекция силы реакции l на вертикальное направление будет равна: l = L * sin(α)
Теперь найдем максимальную высоту h, на которую может подняться человек. Для этого применим второй закон Ньютона в вертикальном направлении: ΣF = mчел * g - N = 0
mчел * g = N
mчел g = mлест g * cos(α)
mчел = 3 * mлест
3 mлест g = mлест g cos(α)
3 = cos(α)
α = arccos(3)
Теперь рассчитаем угол α в радианах: α = arccos(3) ≈ 1.291
Теперь найдем наибольшую высоту h, на которую может подняться человек по лестнице: h = L sin(α) = 3 sin(1.291) ≈ 1.444 м
Таким образом, человек может подняться на высоту около 1.444 м по лестнице длиной 3 м, стоящей под углом 30° к идеально гладкой стенке.
Для того чтобы найти наибольшую высоту, на которую может подняться человек по лестнице, нужно воспользоваться равновесием сил.
Сначала найдем силу трения, действующую на лестницу. Сила трения равна произведению коэффициента трения и нормальной реакции:
Fтр = k * N
Нормальная реакция равна проекции силы реакции опоры l на вертикальное направление:
N = mлест g cos(α)
С учетом данного угла, проекция силы реакции l на вертикальное направление будет равна:
l = L * sin(α)
Теперь найдем максимальную высоту h, на которую может подняться человек. Для этого применим второй закон Ньютона в вертикальном направлении:
ΣF = mчел * g - N = 0
mчел * g = N
mчел g = mлест g * cos(α)
mчел = 3 * mлест
3 mлест g = mлест g cos(α)
3 = cos(α)
α = arccos(3)
Теперь рассчитаем угол α в радианах:
α = arccos(3) ≈ 1.291
Теперь найдем наибольшую высоту h, на которую может подняться человек по лестнице:
h = L sin(α) = 3 sin(1.291) ≈ 1.444 м
Таким образом, человек может подняться на высоту около 1.444 м по лестнице длиной 3 м, стоящей под углом 30° к идеально гладкой стенке.