розставляти сили необхідно визначити, з якими тілами взаємодіє велосипед. Оскільки велосипед і велосипедиста можна вважати одним цілим, то силами їх взаємодії можна знехтувати (наприклад, силами які діють у м’язах велосипедиста чи деталях, з яких складається велосипед). Велосипед взаємодіє:
1) з Землею, отже, на нього діє сила земного тяжіння mg;
2) деформує поверхню дороги, отже на нього діє сила пружності, яку ми назвали сила нормальної реакції N;
3) колеса велосипеда рухаються по поверхні дороги, отже на них діє сила тертя;
Складемо табличку, у яку випишемо характеристики сил, які діють на велосипед:
Назва сили
Точка прикладання
Напрямок
сила земного тяжіння
(mg)
прикладена центра мас велосипеда з велосипедистом
до центру Землі (вертикально вниз)
сила нормальної реакції
(N)
прикладена до точок контакту коліс велосипеда з поверхнею дороги (оскільки таких точок дві, то й сил N буде дві)
направлена проти деформації дороги перпендикулярно до її поверхні
сила тертя кочення
(Fтр2 )
прикладена до точки контакту переднього (веденого) колеса велосипеда з поверхнею дороги
направлена у напрямі проти руху осі переднього колеса паралельно до поверхні дороги
сила тертя
спокою
(Fтр1 )
прикладена до точки контакту заднього (ведучого) колеса велосипеда з поверхнею дороги
направлена у напрямі руху осі заднього колеса паралельно до поверхні дороги
Тут без чертежа никак: рисуем наклонную плоскость, на ней тело и расставляем силы: сила тяги вдоль наклонной плоскости вверх, сила трения вдоль плоскости, но вниз, сила тяжести приложена к центру масс тела и направлена ВЕРТИКАЛЬНО вниз, сила реакции опоры приложена к центру масс тела но ВДОЛЬ ПЕРПЕНДИКУЛЯРА К НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ. ось ОХ направляем вдоль наклонной плоскости вверх, ось ОУ вдоль вектора силы реакции опоры вверх, угол α=30 угол у основания наклонной плоскости. Теперь нам надо записать 2 закон Ньютона в векторном виде: → → → → → → Fтяг+Fтр+mg+N=ma, теперь нам надо найти проекции этих сил на координатные оси ОХ: Fтяг-Fтр - mg sinα=ma (сила трения имеет отрицательную проекцию, тк. она направлена "против" оси ОХ, mg отрицательна т.к. идем от начала проекции к концу против направления оси, а если опустить перпендикуляр из конца вектора на ОХ то получим, что угол 30 будет лежать напротив проекции, т.е сам вектор при этом будет равен mg sinα) Теперь аналогично находим проекции всех векторов на ОУ: 0+0-mg cosα+N=0 отсюда находим, что N=mg cosα, вспоминаем, что Fтр=μN=μ mg cosα, осталось все собрать в кучу, получаем: Fтяг- μ mg cosα - mg sinα=ma отсюда a=(Fтяг -μ mg cosα -mg sinα)/m=(7000-0,1*1000*10*√3/2 - 1000*10*1/2)/1000=(6150-5000)/1000=1150/1000=1,15 м/с.кв.
розставляти сили необхідно визначити, з якими тілами взаємодіє велосипед. Оскільки велосипед і велосипедиста можна вважати одним цілим, то силами їх взаємодії можна знехтувати (наприклад, силами які діють у м’язах велосипедиста чи деталях, з яких складається велосипед). Велосипед взаємодіє:
1) з Землею, отже, на нього діє сила земного тяжіння mg;
2) деформує поверхню дороги, отже на нього діє сила пружності, яку ми назвали сила нормальної реакції N;
3) колеса велосипеда рухаються по поверхні дороги, отже на них діє сила тертя;
Складемо табличку, у яку випишемо характеристики сил, які діють на велосипед:
Назва сили
Точка прикладання
Напрямок
сила земного тяжіння
(mg)
прикладена центра мас велосипеда з велосипедистом
до центру Землі (вертикально вниз)
сила нормальної реакції
(N)
прикладена до точок контакту коліс велосипеда з поверхнею дороги (оскільки таких точок дві, то й сил N буде дві)
направлена проти деформації дороги перпендикулярно до її поверхні
сила тертя кочення
(Fтр2 )
прикладена до точки контакту переднього (веденого) колеса велосипеда з поверхнею дороги
направлена у напрямі проти руху осі переднього колеса паралельно до поверхні дороги
сила тертя
спокою
(Fтр1 )
прикладена до точки контакту заднього (ведучого) колеса велосипеда з поверхнею дороги
направлена у напрямі руху осі заднього колеса паралельно до поверхні дороги
Теперь нам надо записать 2 закон Ньютона в векторном виде: →
→ → → → →
Fтяг+Fтр+mg+N=ma, теперь нам надо найти проекции этих сил на координатные оси ОХ: Fтяг-Fтр - mg sinα=ma (сила трения имеет отрицательную проекцию, тк. она направлена "против" оси ОХ, mg отрицательна т.к. идем от начала проекции к концу против направления оси, а если опустить перпендикуляр из конца вектора на ОХ то получим, что угол 30 будет лежать напротив проекции, т.е сам вектор при этом будет равен mg sinα)
Теперь аналогично находим проекции всех векторов на ОУ: 0+0-mg cosα+N=0 отсюда находим, что N=mg cosα, вспоминаем, что Fтр=μN=μ mg cosα, осталось все собрать в кучу, получаем: Fтяг- μ mg cosα - mg sinα=ma отсюда a=(Fтяг -μ mg cosα -mg sinα)/m=(7000-0,1*1000*10*√3/2 - 1000*10*1/2)/1000=(6150-5000)/1000=1150/1000=1,15 м/с.кв.