В начальный момент тело имеет некоторую энергию. Что же это за энергия? Это потенциальная энергия поднятого на высоту Н тела. А в конце задачи никакой механической энергии нет. Куда же она делать? Она была съедена работой силы трения. Принцип, вроде, ясен, давай реализовывать его в формулы, и далее в цифры.
Итак, начальная энергия Е = m * g * H = m * g * L1 * sin(30) = 1/2 * m * g * L1 (где L1 - длина наклонной плоскости, которая 90)
Работа силы трения на наклонном (считаем первом) участке: А1 = m * g * cos(30) * k * L1 Работа силы трения на на горизонтальном участке (втором) А2 = m * g * k * L2
Собираем всё в кучку, получим Е = А1 + А2 1/2 * m * g * L1 = m * g * cos(30) * k * L1 + m * g * k * L2 mg сокращаем, k выносим за скобку 1/2 * L1 = k * ( L1 * cos(30) + L2 ) k = L1 / ( 2 * ( L1 * cos(30) + L2 )) пробуем подставить цифры: k = 90 / ( 2 * ( 90 * 0,866 + 40 )) = у меня что-то порядка 0,38 выходит.
Но лучше проверь за мной. С калькулятором не дружу.
(M+m)g+N2=2T (1) уравновесим: Mg+N2=T+N1(2) Найдем плечо каждой силы относительно оси вращения колеса. Правило рычага: Tr=2N1r-->2N2r ---> T=2N1+2N2 (3) Теперь в 1,2 и 3 формуле приравняем T=m0g 1) (M+m)g+N2=2m0g 2) Mg+N2=m0g+N1 3)m0g=2N1+2N2 Из первого равенства выведем N2: N2=(2m0-M-m)g Из второго равенства выведем N1: N1=Mg+N2-m0g=Mg+(2mo-M-m)g-m0g=(m0-m)g Теперь сложим эти два выражения: N1+N2=(2m0-M-m)g+(m0-m)g= (3m0-M-2m)g Теперь подставим это в третье равенство: m0g=(3m0-M-2m)g Ну и остается посчитать: m0=6m0-2M-4m > M= 5m0/2-2m = 6кг ответ: Максимальная масса колеса с катушкой = 6кг
В начальный момент тело имеет некоторую энергию. Что же это за энергия? Это потенциальная энергия поднятого на высоту Н тела. А в конце задачи никакой механической энергии нет. Куда же она делать? Она была съедена работой силы трения. Принцип, вроде, ясен, давай реализовывать его в формулы, и далее в цифры.
Итак, начальная энергия
Е = m * g * H = m * g * L1 * sin(30) = 1/2 * m * g * L1
(где L1 - длина наклонной плоскости, которая 90)
Работа силы трения на наклонном (считаем первом) участке:
А1 = m * g * cos(30) * k * L1
Работа силы трения на на горизонтальном участке (втором)
А2 = m * g * k * L2
Собираем всё в кучку, получим
Е = А1 + А2
1/2 * m * g * L1 = m * g * cos(30) * k * L1 + m * g * k * L2
mg сокращаем, k выносим за скобку
1/2 * L1 = k * ( L1 * cos(30) + L2 )
k = L1 / ( 2 * ( L1 * cos(30) + L2 ))
пробуем подставить цифры:
k = 90 / ( 2 * ( 90 * 0,866 + 40 )) = у меня что-то порядка 0,38 выходит.
Но лучше проверь за мной. С калькулятором не дружу.
уравновесим:
Mg+N2=T+N1(2)
Найдем плечо каждой силы относительно оси вращения колеса.
Правило рычага:
Tr=2N1r-->2N2r ---> T=2N1+2N2 (3)
Теперь в 1,2 и 3 формуле приравняем T=m0g
1) (M+m)g+N2=2m0g 2) Mg+N2=m0g+N1 3)m0g=2N1+2N2
Из первого равенства выведем N2: N2=(2m0-M-m)g
Из второго равенства выведем N1: N1=Mg+N2-m0g=Mg+(2mo-M-m)g-m0g=(m0-m)g
Теперь сложим эти два выражения:
N1+N2=(2m0-M-m)g+(m0-m)g= (3m0-M-2m)g
Теперь подставим это в третье равенство:
m0g=(3m0-M-2m)g
Ну и остается посчитать:
m0=6m0-2M-4m > M= 5m0/2-2m = 6кг
ответ: Максимальная масса колеса с катушкой = 6кг