Question

СРОЧНО!!!!!ПОМОГИТЕ!!! Брусок масою 150г починає рух під дією тягарця масою 50г і проходить зі стану спокою шлях 40 см за 2 с. Зобразіть на рисунку сили, що діють на брусок; на тягарець. Укажить напрямок прискорення руху кожного тіла. Обчисліть коефіцієнт руху кожного тіла. Обчисліть коєфіцієнт тертя ковзанки. Брусок массой 150г начинает движение под действием грузила массой 50 г и проходит из состояния покоя путь 40 см за 2 с. Изобразите на рисунке силы, действующие на брусок; на грузик. Добавить направление ускорения движения каждого тела. Вычислите коэффициент движения каждого тела. Вычислите Коэффициент трения катка.

Answer 1

Ответ: a = 0.2 м/с²; μ = 0.31

Объяснение:

Дано:

M = 150 г = 0.15 кг

m = 50 г = 0.05 кг

s = 40 см = 0.4 м

t = 2 c

------------------------------

a - ?

μ - ?

Решение:

Согласно второму закону Ньютона.

В проекции на ось Ох:

$Ma=T-F_{TP}$

В проекции на ось Оy:

$\left \{ {Mg-N=0} \atop {ma=mg-T}} \right.$

Т.к. по определению $F_{TP} = \mu N$, а как видно из системы уравнений N = Mg, тогда $F_{TP} = \mu Mg$, значит $Ma=T- \mu Mg$, отсюда получаем систему

$\left \{ {Ma=T- \mu Mg} \atop {ma=mg-T}} \right.$ ⇒ $(M+m)a=mg-\mu Mg$

$\mu= \dfrac{mg-(M+m)a}{Mg}$

Т.к. тело двигалось из состояния покоя, то за промежуток времени t, при ускорении а оно пройдет расстояние $s=\dfrac{at^{2} }{2}$ ⇒ $a=\dfrac{2s}{t^{2} }$

$a=\dfrac{2*0.4}{2^{2} }=0.2$ м/с² - оба тела движутся с ускорениями 0.2 м/с², направление ускорений указано на рисунке

$\mu= \dfrac{0.05*10-(0.15+0.05)*0.2 }{0.15*10} \approx 0.31$

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно применить второй закон Ньютона и учесть, что тягарец и брусок двигаются как единое тело. Второй закон Ньютона гласит, что сила, действующая на тело, равна массе этого тела, умноженной на его ускорение:

F = m * a

Где: F - сила (Ньютона) m - масса (кг) a - ускорение (м/с²)

Сначала определим ускорение тягарца (грузика). Грузик и брусок двигаются как единое тело, поэтому мы можем использовать общую массу (массу бруска и грузика) и общий путь (40 см или 0,4 м) за 2 секунды:

m_общ = m_бруска + m_грузика = 0,15 кг + 0,05 кг = 0,2 кг

t = 2 с

x = 0,4 м

a = (x - x_0) / t = (0,4 м - 0 м) / 2 с = 0,2 м/с²

Теперь мы можем рассчитать силу, действующую на брусок и грузик:

F = m_общ * a = 0,2 кг * 0,2 м/с² = 0,04 Н

Сила, действующая на брусок и грузик, равна 0,04 Н. Направление этой силы будет в том же направлении, что и движение бруска и грузика.

Чтобы вычислить коэффициент трения ковзанки, нам нужно знать силу трения, которая равна силе, действующей в противоположном направлении движения. С учетом этого, мы можем использовать следующую формулу:

F_трения = μ * F_норм

Где: F_трения - сила трения (Ньютона) μ - коэффициент трения F_норм - нормальная сила (сила, действующая перпендикулярно поверхности)

В данной задаче сила нормали равна силе тяжести, действующей на брусок и грузик:

F_норм = m_общ * g

Где: g - ускорение свободного падения (около 9,81 м/с² на поверхности Земли)

F_норм = 0,2 кг * 9,81 м/с² = 1,962 Н

Теперь мы можем вычислить коэффициент трения:

0,04 Н = μ * 1,962 Н

μ = 0,04 Н / 1,962 Н ≈ 0,0204

Коэффициент трения ковзанки составляет приблизительно 0,0204.