-->
|
|
|
Ãëàâà 3. Ñèëû â ìåõàíèêå § 37. Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå «Ñèëû òðåíèÿ» (îêîí÷àíèå)
Çàäà÷à 5. Áðóñîê ìàññîé 5 êã òÿíóò ïî ïîâåðõíîñòè ñòîëà, âçÿâøèñü çà êîëüöî äèíàìîìåòðà. Ïðè ýòîì óñêîðåíèå òåëà ðàâíî 0,5 ì/ñ2. Ƹñòêîñòü ïðóæèíû ðàâíà 200 Í/ì Îïðåäåëèòå ðàñòÿæåíèå ïðóæèíû. Êîýôôèöèåíò òðåíèÿ áðóñêà î ñòîë 0,05. Ð å ø å í è å. Íà áðóñîê äåéñòâóþò ñèëà òÿæåñòè m Ñîãëàñíî âòîðîìó çàêîíó Íüþòîíà m  ïðîåêöèè íà ãîðèçîíòàëü óðàâíåíèå çàïèøåì â âèäå mà = Fyïp - Fòp. Ñèëà òðåíèÿ Fòp = μN = μmg. Ñèëà óïðóãîñòè Fyïp = -kx. Òîãäà mà = kx - μmg. Óäëèíåíèå ïðóæèíû Çàäà÷à 6. Äâà áðóñêà ìàññàìè m1 = 1 êã è m2 = 3 êã ñîåäèíåíû íåðàñòÿæèìîé íèòüþ, ïåðåêèíóòîé ÷åðåç áëîê. Áðóñîê ñ áîëüøåé ìàññîé íàõîäèòñÿ íà íàêëîííîé ïëîñêîñòè, óãîë ó îñíîâàíèÿ êîòîðîé ðàâåí 30°, êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ðàâåí 0,04. Îïðåäåëèòå óñêîðåíèå áðóñêîâ.
Ð å ø å í è å. Íà ïåðâûé áðóñîê äåéñòâóþò ñèëà íàòÿæåíèÿ íèòè Ñîãëàñíî âòîðîìó çàêîíó Íüþòîíà çàïèøåì: m1 Ðàññìàòðèâàåì äâèæåíèå òåë îòíîñèòåëüíî îäíîãî òåëà îòñ÷¸òà, íàïðèìåð îòíîñèòåëüíî íàêëîííîé ïëîñêîñòè. Ìîäóëè óñêîðåíèé áðóñêîâ ðàâíû âñëåäñòâèå óñëîâèÿ íåðàñòÿæèìîñòè íèòè: à1 = à2 = à. Äëÿ çàïèñè óðàâíåíèé â ïðîåêöèÿõ íà îñè íàäî çíàòü íàïðàâëåíèÿ ñèë. Ñèëà òðåíèÿ íàïðàâëåíà â ñòîðîíó, ïðîòèâîïîëîæíóþ îòíîñèòåëüíîé ñêîðîñòè áðóñêà. Ñèëà òðåíèÿ ìîæåò áûòü íàïðàâëåíà è ââåðõ, è âíèç âäîëü íàêëîííîé ïëîñêîñòè. Ðàññ÷èòàåì, â êàêóþ ñòîðîíó ïðîèñõîäèò äâèæåíèå áðóñêîâ. Äâèæåíèå áðóñêà 2 âëåâî îáåñïå÷èâàåò ïðîåêöèÿ ñèëû òÿæåñòè íà îñü X, ðàâíàÿ m2g sinα = 15 Í, à âïðàâî — ñèëà òÿæåñòè, äåéñòâóþùàÿ íà áðóñîê 1, ðàâíàÿ 10Í. Ñëåäîâàòåëüíî, áðóñîê 2 äâèæåòñÿ âíèç è ñèëà òðåíèÿ íàïðàâëåíà ââåðõ.  ïðîåêöèè íà îñü Y1 óðàâíåíèå (1) çàïèøåì â âèäå m1a = -m1g + Ò1. (3)  ïðîåêöèÿõ íà îñè X è Y óðàâíåíèå (2) çàïèøåì â âèäå m2à = m2g sinα - Fòð - F2 (4)
Ñèëà òðåíèÿ Fòð = μN = μm2g cosα. Ñèëû íàòÿæåíèÿ, äåéñòâóþùèå íà áðóñêè, ðàâíû â ñèëó íåâåñîìîñòè áëîêà è íèòè: Ò1 = Ò2 = Ò. Óðàâíåíèÿ (3) è (4) ïåðåïèøåì â âèäå
Ñëîæèâ ëåâûå è ïðàâûå ÷àñòè ýòèõ óðàâíåíèé, ïîëó÷èì (m1 + m2)à = -m1g + m2g sinα - μm2 cosα. Îêîí÷àòåëüíî äëÿ îïðåäåëåíèÿ óñêîðåíèÿ èìååì âûðàæåíèå
Çàäà÷è äëÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî ðåøåíèÿ1. Ïðè áûñòðîì òîðìîæåíèè àâòîìîáèëü íà÷àë äâèãàòüñÿ ïî ãîðèçîíòàëüíîé äîðîãå þçîì (çàòîðìîæåííûå êîë¸ñà íå âðàùàþòñÿ, à ñêîëüçÿò ïî äîðîãå). Ñ êàêèì óñêîðåíèåì ïðè ýòîì äâèæåòñÿ àâòîìîáèëü è ÷åðåç ñêîëüêî âðåìåíè îò íà÷àëà òîðìîæåíèÿ àâòîìîáèëü îñòàíîâèòñÿ, åñëè åãî íà÷àëüíàÿ ñêîðîñòü υ0 = 20 ì/ñ, à êîýôôèöèåíò òðåíèÿ êîë¸ñ î äîðîãó μ = 0,8? 2. Ãðóç ìàññîé 97 êã ïåðåìåùàþò ðàâíîìåðíî ïî ãîðèçîíòàëüíîé ïîâåðõíîñòè ñ ïîìîùüþ âåð¸âêè, îáðàçóþùåé óãîë 30° ñ ãîðèçîíòîì. Îïðåäåëèòå ñèëó íàòÿæåíèÿ âåð¸âêè, åñëè êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ðàâåí 0,2.
Ïîâòîðèòå ìàòåðèàë ãëàâû 3 ïî ñëåäóþùåìó ïëàíó1. Âûïèøèòå îñíîâíûå ïîíÿòèÿ è ôèçè÷åñêèå âåëè÷èíû è äàéòå èì îïðåäåëåíèå. 2. Ñôîðìóëèðóéòå çàêîíû è çàïèøèòå îñíîâíûå ôîðìóëû. 3. Óêàæèòå åäèíèöû ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí è èõ âûðàæåíèå ÷åðåç îñíîâíûå åäèíèöû ÑÈ. 4. Îïèøèòå îñíîâíûå îïûòû, ïîäòâåðæäàþùèå ñïðàâåäëèâîñòü çàêîíîâ.
<<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà Ñëåäóþùàÿ ñòðàíèöà >>>
|
|
|