Скольжение начнется, когда сила, действующая на палец, сравняется с силой трения. Линейка давит на пальцы с разной силой, т. к. лежит несимметрично. Коэффициент трения покоя примерно одинаков, но сила трения пропорциональна еще и весу (силе давления линейки на палец) . Поэтому скользить будет только один палец. Медленность движения обеспечивает примерную компенсацию силы трения до 0 и движение без ускорения. По мере продвижения точки опоры к середине линейки, действующая на опору сила веса будет увеличиваться. В какой-то момент сила трения скольжения сравняется с силой трения покоя на втором пальце - там тоже начнется скольжение. Но трение скольжения чуть меньше трения покоя, поэтому мы уменьшим силу, действующую на палец (чтобы сохранить медленность и равномерность движения) . При этом скольжение по первому пальцу прекратится, а линейка будет скользить только по второму пальцу и т. д.
То есть причина в изначально несимметричном положении линейки (или чуть разных коэффициентах трения в точках опоры) и в том, что трение скольжения меньше трения покоя при том же весе.
Не плотность резинки а жёсткость.
Дано:
p1 = 1500 кг/м³
р2 = 2000 кг/м³
V1 = 2 л = 0,002 м³
V2 = 3 л = 0,003 м³
V = 0,1 л = 0,0001 м³
k = 10 Н/м
g = 10 Н/кг
Δx - ?
Сила упругости резинки будет уравновешивать силу тяжести, действующую на пробу:
Fупр = Fтяж
Сила тяжести равна:
Fтяж = mg, где m - масса пробы
m = p*V - объём известен, тогда найдём плотность пробы:
p = m'/V', где m' - масса смеси, а V' - её объём
m' = m1 + m2 = p1*V1 + p2*V2
V' = V1 + V2 => p = m'/V' = (p1*V1 + p2*V2)/(V1 + V2), тогда:
m = p*V = V*(p1*V1 + p2*V2)/(V1 + V2)
Тогда сила тяжести равна:
Fтяж = mg = V*g*(p1*V1 + p2*V2)/(V1 + V2)
Возвращаемся к равенству сил:
Fупр = Fтяж
Fупр = k*Δx =>
=> k*Δx = V*g*(p1*V1 + p2*V2)/(V1 + V2) - выражаем Δx и находим значение:
Δx = V*g*(p1*V1 + p2*V2)/(k*(V1 + V2)) = (0,0001*10*(1500*0,002 + 2000*0,003))/(10*(0,002 + 0,003)) = (0,001*(3 + 6))/(10*0,005) = 0,009/0,05 = 9/1000 * 100/5 = 9/10 * 1/5 = 9/50 = 0,18 м = 18 см
ответ: 18 см.
Скольжение начнется, когда сила, действующая на палец, сравняется с силой трения. Линейка давит на пальцы с разной силой, т. к. лежит несимметрично. Коэффициент трения покоя примерно одинаков, но сила трения пропорциональна еще и весу (силе давления линейки на палец) . Поэтому скользить будет только один палец. Медленность движения обеспечивает примерную компенсацию силы трения до 0 и движение без ускорения. По мере продвижения точки опоры к середине линейки, действующая на опору сила веса будет увеличиваться. В какой-то момент сила трения скольжения сравняется с силой трения покоя на втором пальце - там тоже начнется скольжение. Но трение скольжения чуть меньше трения покоя, поэтому мы уменьшим силу, действующую на палец (чтобы сохранить медленность и равномерность движения) . При этом скольжение по первому пальцу прекратится, а линейка будет скользить только по второму пальцу и т. д.
То есть причина в изначально несимметричном положении линейки (или чуть разных коэффициентах трения в точках опоры) и в том, что трение скольжения меньше трения покоя при том же весе.