Как зависит сила трения скольжения от материала соприкасающихся поверхностей тел? Свой ответ аргументируйте данными из эксперимента (показания динамометра).

ответ: 5/7 м

Объяснение:

Дано :

m1 = 70 кг

m2 = 140 кг

m3 = 280 кг

s = 5 м

------------------------

L - ?

Попробуем эту задачу решить именно опираясь на нахождение центра тяжести ( всех тел ) в начале и в конце движения плота

Пусть в самом начале движения двух рыбаков положение центра тяжести системы тел состоящих из людей и плота находится в точке С

Тогда для того чтобы плот вместе с людьми в начале движения находился состоянии покоя должно выполняться равенство моментов сил

m(1)gL(1) + m(3)gL(3) = m(2)gL(2)

g( m(1)L(1) + m(3)L(3) ) = m(2)gL(2)

m(1)L(1) + m(3)L(3) = m(2)L(2)

По условию задачи

Рыбаки находятся на двух разных сторонах плота ( если рыбаков считать материальными точками ( хотя рисунок который прикреплён не совсем согласуется с этим утверждением ( но он сделан для наглядности всего происходящего ) )

Тогда условия равенство моментов сил можно записать по-другому

m(1)( s/2 + L(3) ) + m(3)L(3) = m(2)( s/2 - L(3) )

Теперь наши действия сводится к определению расстояния от центра тяжести плота до точки С

Поставим численные данные и решим уравнение

70( 5/2 + L(3) ) + 280L(3) = 140( 5/2 - L(3) )

175 + 70L(3) + 280L(3) = 350 - 140L(3)

490L(3) = 175

L3 = 5/14 м

Теперь важно понимать то что когда рыбаки поменяются местами центр тяжести системы тел останется на том же месте! ( но только если он в начале был слева от центра тяжести плота , теперь он будет справа от его )

То есть в точке А а не в С

Но расстояние от центра тяжести плота до точек А и C будут равны и именно смещение центра тяжести системы всех тел будет равно смещению самого плота

А именно L = 2L(3)

L = 2 * 5/14 = 5/7 м

Сила взаимодействия увеличится в1,8 раз или на 80%

Объяснение:

Кулоновы силы. В данной задаче тела заряжены однополярно.

До соприкосновения заряженные шары взаимодействовали с некоторой силой F₀₁ , Н. Эта сила прямо пропорциональна произведению зарядов (q₁*q₂). Знак : обозначает "пропорционально".

F₀₁ : q₁*q₂;  

После соприкосновения шаров,  и возврата их на свое место оба шара  "перезарядятся" таким образом, что заряд кажого станет равен:

q₁'=q₂'=(q₁+q₂)/2;

q₁, q₂ - заряды шаров до соприкосновения, Кл

q₁', q₂' - заряды шаров после соприкосновения, Кл

Сила взаимодействия F₀₂, Н станет пропорциональна новому произведению зарядов:

F₀₂ : q₁' *q₂'=(q₁+q₂)²/4

Причем нас не интересуют коэффициенты пропорциональности, и расстояние между шарами. Т.к. до "перезаряда", и после они одинаковы.

Решим задачку в общем виде:

пусть q₂=nq₁;  где

q₁ - заряд первого шара до перезарядки, Кл

q₂ - заряд второго шара до перезарядки, Кл

n - соотношение величин зарядов, п >0,

тогда как изменится сила взаимодействия определится отношением:

F₀₂/F₀₁= (q₁+q₂)²/(q₁*q₂*4)=(q₁² +q₂²+2q₁q₂)/(4q₁q₂)

;

или учитывая, что  q₂=nq₁

F₀₂/F₀₁=(q₁²+n²q₁²+2nq₁²)/(4nq₁²) =

= q₁²(1+n²+2n)/(4nq₁²) = (n+1)²/(4n)

;

F₀₂/F₀₁ = (n+1)²/(4n)

;

т.е. как изменится сила взаимодействия не зависит от величины зарядов, а зависит только от соотношения между величинами зарядами.

Главное - подсчитать это соотношение правильно (подставлять в одних и тех же единицах измерения).

Подсчитаем:

n=q₂/q₁;

n=50/10=5;

F₀₂/F₀₁ = (n+1)²/(4n)

;

F₀₂/F₀₁=(5+1)²/(4*5)=36/20=1,8.

Сила взаимодействия увеличится в 1,8 раз или на 80%

А на рисунке график функции F₀₂/F₀₁=φ(n). Шкала ординат - логарифмическая (для наглядности).

Т.о. сила взаимодействия при росте отношения между величинами зарядов растет нелинено, и не имеет максимумов. Ветвь левее абсциссы, равной 1 повторяет правую ветвь (просто слев q₁=nq₂) .

Мне было интересно. Но можно все "лишнее" выкинуть.