Question

Брусок массой 12 кг зажат между двумя колодками скользит вниз. Коффициент трения 0.3 Если каждый из прижимающих сил 50 Н , то как дополнительная сила требуется чтоб удержать груз в покое?

Answer 1

Ответ:

чтобы удержать груз в покое, нужно приложить дополнительную силу 90 Н.

Объяснение:

Рассмотрим касание одной из колодок с бруском. Изобразим все действующие на брусок силы:

• Со стороны второй колодки действует сила F = 50 Н
• Cо стороны этой колодки действует равная по величине сила R = 50 Н
• Вниз действует сила тяжести mg (m = 12 кг, g = 10 Н/кг)
• Наверх действует сила трения μR (здесь коэффициент трения в покое μ = 0,3)
• Исходя из симметрии, со стороны другой колодки действует такая же сила трения, направленная наверх (на рисунке показана более бледным цветом)
• Наверх действует дополнительная сила F₁

Поскольку груз покоится, то по первому закону Ньютона сумма сил, действующих на этот груз, равна нулю.

Первый закон Ньютона для сил, действующих в горизонтальном направлении

Тут всё совсем просто, влево и вправо действуют равные по модулю силы F и R.

Первый закон Ньютона для сил, действующих в вертикальном направлении

Вверх действуют силы F₁ и 2μR (сумма двух равных сил μR), вниз сила тяжести mg. Чтобы действие всех сил было скомпенсировано, нужно потребовать, чтобы выполнялось равенство

F₁ + 2μR = mg

F₁ = mg - 2μR

Подставляем значения:

F₁ = 12 кг · 10 Н/кг – 2 · 0,3 · 50 Н = 120 Н - 30 Н = 90 Н

Answer 2

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон Ньютона о движении тела. В данном случае мы имеем дело с вертикальным движением бруска, поэтому уравнение второго закона Ньютона примет вид:

F - mg - Fтр = ma,

где F - сила, которая удерживает груз в покое, m - масса груза, g - ускорение свободного падения, Fтр - сила трения, a - ускорение.

Учитывая, что ускорение свободного падения равно 9,8 м/с^2 и масса груза равна 12 кг, уравнение примет вид:

F - (12 кг * 9,8 м/с^2) - (0,3 * 50 Н + 0,3 * 50 Н) = 12 кг * a.

Решая данное уравнение, мы найдем значение силы F, которая удерживает груз в покое.