Брусок массой m лежит на наклонной плоскости, образующей угол с
Брусок массой m лежит на наклонной плоскости, образующей угол с горизонтом. К нему прикреплена недеформи-рованная пружина жесткостью k. Какую работу А необходимо совершить, чтоб двинуть с места брусок, растягивая пружину вдоль наклонной плоскости? Коэффициент трения меж бруском и плоскостью . Ускорение свободного падения равно g.
Задать свой вопрос1 ответ
Борис Стремский
Вычисление силы
Осмотрим предельный случай, когда сила трения покоя максимальна и одинакова N, где N - сила реакции. Вероятны две ситуации, когда тащат пружину ввысь либо вниз.
Тащим пружину ввысь:
Запишем второй закон Ньютона в проекциях на оси, параллельную и перпендикулярную наклонной плоскости.
Параллельно плоскости действует компонента силы тяжести mg sin , сила трения N и сила со стороны пружины F. Второй закон Ньютона:
F = mg sin + N
Перпендикулярно плоскости: компонента силы тяжести mg cos и сила реакции опоры N
N = mg cos
Подставляем значение N в 1-ое уравнение:
F = mg sin + mg cos = mg(sin + cos )
[Проверка на разумность ответа, последние случаи:
- = 0. Тогда, явно, F = mg
- = /2. Сила, как и стоило ожидать, одинакова mg]
Тащим пружину вниз:
Параллельно: F = -mg sin + N (сейчас сила тяжести помогает двигать, а не мешает)
Перпендикулярно: N = mg cos
F = mg( cos - sin )
[Проверка на разумность ответа:
- = tg , тогда F = 0
- = 0, F = mg
Заметим, что углы gt; arctg не удовлетворяют условию: при великих углах брусок сам по для себя не лежит, а съезжает вниз]
Вычисление работы по известной силе
Осталось по теснее отысканной силе F вычислить работу A. Работа на сто процентов перебежала в потенwиальную энергию растянутой пружины, равную U = kx^2 / 2, где x - растяжение пружины.
x поможет отыскать закон Гука F = kx, откуда x = F/k.
Подставляя x в формулу, получаем A = U = k/2 * (F/k)^2 = F^2 / 2k
В конце концов, надобно подставить теснее отысканные силы в полученную формулу.
Ответ. Надо совершить работу, равную
где "+" подходит тяге "ввысь", а "-" - тяге "вниз"
Осмотрим предельный случай, когда сила трения покоя максимальна и одинакова N, где N - сила реакции. Вероятны две ситуации, когда тащат пружину ввысь либо вниз.
Тащим пружину ввысь:
Запишем второй закон Ньютона в проекциях на оси, параллельную и перпендикулярную наклонной плоскости.
Параллельно плоскости действует компонента силы тяжести mg sin , сила трения N и сила со стороны пружины F. Второй закон Ньютона:
F = mg sin + N
Перпендикулярно плоскости: компонента силы тяжести mg cos и сила реакции опоры N
N = mg cos
Подставляем значение N в 1-ое уравнение:
F = mg sin + mg cos = mg(sin + cos )
[Проверка на разумность ответа, последние случаи:
- = 0. Тогда, явно, F = mg
- = /2. Сила, как и стоило ожидать, одинакова mg]
Тащим пружину вниз:
Параллельно: F = -mg sin + N (сейчас сила тяжести помогает двигать, а не мешает)
Перпендикулярно: N = mg cos
F = mg( cos - sin )
[Проверка на разумность ответа:
- = tg , тогда F = 0
- = 0, F = mg
Заметим, что углы gt; arctg не удовлетворяют условию: при великих углах брусок сам по для себя не лежит, а съезжает вниз]
Вычисление работы по известной силе
Осталось по теснее отысканной силе F вычислить работу A. Работа на сто процентов перебежала в потенwиальную энергию растянутой пружины, равную U = kx^2 / 2, где x - растяжение пружины.
x поможет отыскать закон Гука F = kx, откуда x = F/k.
Подставляя x в формулу, получаем A = U = k/2 * (F/k)^2 = F^2 / 2k
В конце концов, надобно подставить теснее отысканные силы в полученную формулу.
Ответ. Надо совершить работу, равную
где "+" подходит тяге "ввысь", а "-" - тяге "вниз"
, оставишь ответ?
Похожие вопросы
-
Вопросы ответы
Новое
NEW
Статьи
Информатика
Статьи
Последние вопросы
Рассматривая литературный язык как сложное взаимодействие книжного языка и разговорного,В.И.Чернышёв горячо
Разные вопросы.
Арабы входят в __________________ групп народов. Местом расселения арабов с незапамятных
Разные вопросы.
Грузовой автомобиль марки краз за одну поездку может доставить 7.500 кирпичей
Математика.
Определить предложения какие они по цели высказывания и по интонации
Русский язык.
"Три толстяка" Называли эту площадь Площадью Звезды последующей причине.
Русский язык.
на одной грядке коротышки посадили 3 ряда морковок по 8 штук
Разные вопросы.
эссе на тему какое образование дается в каждой семье
Қазақ тiлi.
Put the verb in brackets into the Present Indefinite.
1The Volga ,
Английский язык.
Сколько стоит коктейль молочный? Точную цену надо?
Математика.
Составить рассказ Из чего складывался культ монарха помазанника Божьего?
История.
Облако тегов