Із селища виїхав велосипедист зі швидкістю 20 км/год, а через 4 год після нього — автомобіль зі швидкістю 60 км/год. Через скільки годин після свого виїзду автомобіль наздожене велосипедиста? Розв’яжіть завдання графічно.
F min -минимальная сила, при действии которой верхний брусок начинает скользить по нижнему
Пусть сила F действует горизонтально влево, тогда верхний брусок стремится остаться на месте, то есть сопротивляется сдвигу, при этом сила трения Fтр₁₋₂ < mgμ₁₋₂, действующая на верхний брусок, направлена также влево
И пока Fтр₁₋₂ не превысит значения mgμ₁₋₂ , верхний брусок будет покоиться на нижнем. Таким образом, условие начала взаимного проскальзывания:
Fтр₁₋₂ > mgμ₁₋₂
Нижний брусок при действии силы F стремится сдвинуться влево, при этом сила трения F тр₁ направлена вправо, туда же направлена сила Fтр₁₋₂ трения между брусками, действующая со стороны верхнего бруска на нижний. При этом
F тр₁ = 2mgμ₁
В момент начала проскальзывания бруском относительно друг друга
Дано:
m = 1 кг
g = 10 м/с²
μ₁ = 0,1
μ₁₋₂ = 0,5
Найти:
F min -минимальная сила, при действии которой верхний брусок начинает скользить по нижнему
Пусть сила F действует горизонтально влево, тогда верхний брусок стремится остаться на месте, то есть сопротивляется сдвигу, при этом сила трения Fтр₁₋₂ < mgμ₁₋₂, действующая на верхний брусок, направлена также влево
И пока Fтр₁₋₂ не превысит значения mgμ₁₋₂ , верхний брусок будет покоиться на нижнем. Таким образом, условие начала взаимного проскальзывания:
Fтр₁₋₂ > mgμ₁₋₂
Нижний брусок при действии силы F стремится сдвинуться влево, при этом сила трения F тр₁ направлена вправо, туда же направлена сила Fтр₁₋₂ трения между брусками, действующая со стороны верхнего бруска на нижний. При этом
F тр₁ = 2mgμ₁
В момент начала проскальзывания бруском относительно друг друга
Fтр₁₋₂ = F - F тр₁
то есть
F - F тр₁ = Fтр₁₋₂
Или из условия взаимного проскальзывания брусков
F - F тр₁ > mgμ₁₋₂
F > 2mgμ₁ + mgμ₁₋₂
F > mg(2μ₁ + μ₁₋₂)
F > 1 · 10 ·(2 · 0.1 + 0.5)
F > 7 (H)
Сила F min = 7 H
Дано:
S = (1/4)s
t = 3 c
g = 10 м/с²
t_o, υ_0 - ?
Начальную скорость выразим из формулы, взяв полное время подъёма:
υ = υ_0 - g*t_o
Т.к. в верхней точке подъёма υ = 0, то
υ_0 = g*t_o
Теперь составим уравнение для полного пути, используя формулу перемещения:
s = υ_0*t_o - g*t_o²/2
Подставим вместо υ_0 его выражение:
s = g*t_o*t_o - g*t_o²/2 = g*t_o²*(1 - 1/2) = g*t_o²/2
Теперь, если разделить обе части уравнения на 4, получим следующее:
s/4 = (g*t_o²/2)/4
(1/4)s = g*t_o²/8
Тогда составим уравнение для последней 1/4 перемещения. Но сначала выразим начальную скорость υ_0', которой тело обладало через время t' = t_o - t:
υ_0' = υ_0 - g*(t_o - t) =>
(1/4)s = υ_0'*t - g*t²/2 = (υ_0 - g*(t_o - t))*t - g*t²/2
Учитывая, что υ_0 = g*t_o, получаем:
(1/4)s = (g*t_o - g*t_o + g*t)*t - g*t²/2 = g*t² - g*t²/2 = g*t*(1 - 1/2) = g*t²/2
Приравниваем оба выражения (1/4)s:
g*t²/2 = g*t_o²/8 | : (g/2)
t² = t_o²/4 => t_o² = 4*t² => t_o = √(4*t²) = 2*t = 2*3 = 6 c
Значит начальная скорость равна:
υ_0 = g*t_o = 10*6 = 60 м/с