Тело массой 5 кг соскальзывает с наклонной доски в неподвижную платформу с песком общей массой 100кг.Начальная высота тела над платформой 3м,угол наклона доски к горизонту 45 градусов,коэффициент трения тела о доску 0,05.С какой скоростью начинает двигаться платформа?

17 Фев 2020 в 19:45
82 +1
1
Ответы
1

Для начала найдем работу трения, которую совершает сила трения при оскальзывании тела по доске:
Fтрения = μ N, где μ - коэффициент трения, N - нормальная сила.
N = m g cos(45), где m - масса тела, g - ускорение свободного падения.
Fтрения = 0,05 5 9,81 cos(45) = 0,5 9,81 0,707 ≈ 3,5 Н

Совершенная работа трения равна изменению кинетической энергии тела:
A = ΔK = 1/2 m v^2,
где v - скорость тела при достижении нижней точки доски.

По закону сохранения энергии:
mgh = 1/2 mv^2 + 0,5 100 v^2 +f(1 + μ) * s,
где h - начальная высота тела, s - путь, пройденный телом по доске.

Подставим известные значения:
5 9,81 3 = 1/2 5v^2 + 0,5 100v^2 + 3,5(1 + 0,05)s,
147,15 = 2,5v^2 + 50v^2 + 3,5(1,05)s,
147,15 = 52,5v^2 + 3,675s.

Также из геометрических соображений мы можем найти связь между s и v:
s = h / sin(45).

Подставим это значение в уравнение:
147,15 = 52,5v^2 + 3,675 * 3 / sin(45),
147,15 = 52,5v^2 + 15,675 / 0,707,
147,15 = 52,5v^2 + 22,159v^2,
52,5v^2 = 147,15 - 22,159,
52,5v^2 = 125,991,
v^2 = 2,4,
v ≈ 1,55 м/с.

Теперь мы можем найти скорость, с которой начнет двигаться платформа. Поскольку сила трения с платформой при оскальзывании нулевая, скорость движения платформы будет равна скорости движения тела, то есть около 1,55 м/с.

18 Апр 2024 в 17:09
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир