Рассмотрим два участка движения тела. Участок 1 - наклонный. Участок 2 - горизонтальный. На участке 1 выберем направление оси х вдоль наклонной поверхности вниз, оси у - перпендикулярно наклонной поверхности вверх. На тело действуют три силы: вес (направлена вертикально вниз, раскладывается на две составляющие по осям х - в полож.направлении и у-в отриц.направлении), норм.реакция опоры (направлена перпендикулярно к накл.поверхности вверх, т.е. в полож.направлении оси у), трения (направлена в отриц.направлении по оси х). Проекция веса тела на ось у полностью уравновешена реакцией опоры, т.е. ускорение вдоль у равно 0. Тогда N=m*g*cos(alfa). ВДоль оси х 2-закон Ньютона выглядит так: m*g*sin(alfa)-μ*N=m*a. Учитывая выражение для реакции опоры, получим: m*g*sin(alfa)-μ*m*g*cos(alfa)=m*a. Сократим на m: g*sin(alfa)-μ*g*cos(alfa)=a. Исходим из того, что тело начало движение из состояние покоя. Тогда скорость в конце наклонного участка 1: V=a*t. Время движения: t=SQRT(2*l/a). L-длина наклонного участка: L=h/sin(alfe). Подставив все это в выражение для скорости , получим: V=SQRT(2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa)). Это скорость в конце участка 1, она же есть начальная скорость на участке 2 (горизонтальном).
На участке 2 тело движется под действием тех же трех сил, только теперь осб х - горизонтальная, у - вертикальная. Таким образом, вес направлен вертикально вниз и его х-составляющая равна 0. По 2 закону нюьтона, учитвая, что вес полностью уравновешен силой реакции опоры, получим: Fтр=μ*N=μ*m*g=m*a2, где a2-ускорение (замедление) на участке 2. Отсюда :а2=μ*g. Движение на этом участке равнозамедленное. Начальная скорость известна, конечная - равна 0: 0=V-a2*t, отсюда: t=V/a2=V/(μ*g). Это время, пройденное телом до остановка на участке 2. Расстояние в случае равнозамедленного движения:L2=V*t-a2*t*t/2=V*V/(μ*g)-μ*g*(V/(μ*g)*(V/(μ*g)/2. Упростив выражение получим: L2=V*V/(2*μ*g). Подставим найденное для участка 1 выражение конечной скорости V: L2=2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(2*μ*g)=L*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/μ=h*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(μ*sin(alfa)). В конечном преобразовании использовано выражение для длины наклонного пути, полученное при рассмотрении участка 1.
Обозначим (см. рис.) силу натяжения нити в точке изгиба T0T0 (с обеих сторон эти силы равны, так как блок невесомый, и массой куска нити, касающегося блока, по сравнению с массой всей нити можно пренебречь). В силу того, что нить весомая и нерастяжимая, масса части нити длиной xx равна mн⋅x/lmн⋅x/l. Тогда можно записать уравнения движения кусков нити — вертикального, длины xx, и горизонтального, длины l−xl−x: mнgxl+T1−T0=mнaxlmнgxl+T1−T0=mнaxl, T0−T2=mнal−xlT0−T2=mнal−xl. Сложим эти уравнения и, учитывая, что T1=T2T1=T2, получим mн/l⋅xg=mн/l⋅a(x+l−x)mн/l⋅xg=mн/l⋅a(x+l−x), x=aglx=agl. (1) Ускорение aa одно и то же у всех частей системы. Мы записали систему сразу в скалярном виде, потому что в векторах она будет очень сложной. Теперь запишем уравнения движения грузов: T2=m2aT2=m2a, m1g−T1=m1am1g−T1=m1a. Учитывая, что T1=T2T1=T2, складываем и получаем, получим m1g=(m1+m2)am1g=(m1+m2)a, a=m1m1+m2ga=m1m1+m2g. (2) Тогда из (1) и (2) получаем x=m1m1+m2l=m2m/3+ml=35lx=m1m1+m2l=m2m/3+ml=35l. (3) Подставляя (3) в (1), получаем a=3g/5a=3g/5. (4) Отсюда для силы натяжения получаем T1=T2=m2a=2m335g=25mgT1=T2=m2a=2m335g=25mg. (5) Соотношения (3), (4), (5) дают решение задачи. Источник: https://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-4784
На участке 2 тело движется под действием тех же трех сил, только теперь осб х - горизонтальная, у - вертикальная. Таким образом, вес направлен вертикально вниз и его х-составляющая равна 0. По 2 закону нюьтона, учитвая, что вес полностью уравновешен силой реакции опоры, получим: Fтр=μ*N=μ*m*g=m*a2, где a2-ускорение (замедление) на участке 2. Отсюда :а2=μ*g. Движение на этом участке равнозамедленное. Начальная скорость известна, конечная - равна 0: 0=V-a2*t, отсюда: t=V/a2=V/(μ*g). Это время, пройденное телом до остановка на участке 2. Расстояние в случае равнозамедленного движения:L2=V*t-a2*t*t/2=V*V/(μ*g)-μ*g*(V/(μ*g)*(V/(μ*g)/2. Упростив выражение получим: L2=V*V/(2*μ*g). Подставим найденное для участка 1 выражение конечной скорости V: L2=2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(2*μ*g)=L*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/μ=h*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(μ*sin(alfa)). В конечном преобразовании использовано выражение для длины наклонного пути, полученное при рассмотрении участка 1.
Обозначим (см. рис.) силу натяжения нити в точке изгиба T0T0 (с обеих сторон эти силы равны, так как блок невесомый, и массой куска нити, касающегося блока, по сравнению с массой всей нити можно пренебречь). В силу того, что нить весомая и нерастяжимая, масса части нити длиной xx равна mн⋅x/lmн⋅x/l. Тогда можно записать уравнения движения кусков нити — вертикального, длины xx, и горизонтального, длины l−xl−x: mнgxl+T1−T0=mнaxlmнgxl+T1−T0=mнaxl, T0−T2=mнal−xlT0−T2=mнal−xl. Сложим эти уравнения и, учитывая, что T1=T2T1=T2, получим mн/l⋅xg=mн/l⋅a(x+l−x)mн/l⋅xg=mн/l⋅a(x+l−x), x=aglx=agl. (1) Ускорение aa одно и то же у всех частей системы. Мы записали систему сразу в скалярном виде, потому что в векторах она будет очень сложной. Теперь запишем уравнения движения грузов: T2=m2aT2=m2a, m1g−T1=m1am1g−T1=m1a. Учитывая, что T1=T2T1=T2, складываем и получаем, получим m1g=(m1+m2)am1g=(m1+m2)a, a=m1m1+m2ga=m1m1+m2g. (2) Тогда из (1) и (2) получаем x=m1m1+m2l=m2m/3+ml=35lx=m1m1+m2l=m2m/3+ml=35l. (3) Подставляя (3) в (1), получаем a=3g/5a=3g/5. (4) Отсюда для силы натяжения получаем T1=T2=m2a=2m335g=25mgT1=T2=m2a=2m335g=25mg. (5) Соотношения (3), (4), (5) дают решение задачи. Источник: https://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-4784
Объяснение: