На гладком столе лежит доска массой M = 500 г, на краю которой покоится маленькая шайба массой m = 110 г (см. рисунок). Коэффициент трения между шайбой и доской равен μ = 0,1. Какую максимальную по модулю скорость vmax можно сообщить шайбе, чтобы пройдя по доске путь до уступа и обратно, она осталась на доске? Длина доски до уступа равна l = 1 м. Удар шайбы об уступ считайте абсолютно упругим. Ускорение свободного падения примите равным g = 10 м/с2. Ответ округлите до двух знаков после запятой.
Для того чтобы шайба осталась на доске после прохождения пути до уступа и обратно, необходимо чтобы она не потеряла соприкосновение с доской. Это произойдет, если равнодействующая сил трения будет направлена к центру доски и не превышать силу трения.
Сила трения между шайбой и доской равна F = μ m g = 0,1 0,11 10 = 0,11 Н.
Максимальная центростремительная сила, которую может обеспечить трение, чтобы шайба осталась на доске, равна Fцс.max = m * vmax^2 / R, где R - радиус кривизны доски. Так как доска гладкая, будем считать R = ∞.
Отсюда получаем, что vmax^2 = Fцс.max * ∞ / m = ∞, значит скорость шайбы может быть любой и при этом она останется на доске. Таким образом, ответом на задачу будет значение "∞".
Для того чтобы шайба осталась на доске после прохождения пути до уступа и обратно, необходимо чтобы она не потеряла соприкосновение с доской. Это произойдет, если равнодействующая сил трения будет направлена к центру доски и не превышать силу трения.
Сила трения между шайбой и доской равна F = μ m g = 0,1 0,11 10 = 0,11 Н.
Максимальная центростремительная сила, которую может обеспечить трение, чтобы шайба осталась на доске, равна Fцс.max = m * vmax^2 / R, где R - радиус кривизны доски. Так как доска гладкая, будем считать R = ∞.
Отсюда получаем, что vmax^2 = Fцс.max * ∞ / m = ∞, значит скорость шайбы может быть любой и при этом она останется на доске. Таким образом, ответом на задачу будет значение "∞".