Question

в инерциальной системе отсчета брусок начинает скользить с ускорением вниз по наклонной плоскости. Модуль равнодействующей сил, действующих на брусок равен... и объясните как это решается...

Answer 1

В инерциальной системе отсчета, когда брусок начинает скользить с ускорением вниз по наклонной плоскости, модуль равнодействующей сил, действующих на брусок, можно рассчитать с помощью второго закона Ньютона. Второй закон Ньютона гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.

Пусть F_р - сила реакции опоры, F_тр - сила трения, F_г - сила тяжести, и F_рд - сила, которую мы ищем (равнодействующая сил). Тогда второй закон Ньютона можно записать следующим образом:

F_рд = F_тр + F_г - F_р

где F_рд - равнодействующая сила, F_тр - сила трения, F_г - сила тяжести, и F_р - сила реакции опоры.

Решение: 1. Рассчитаем силу трения F_тр. Сила трения равна произведению коэффициента трения между бруском и наклонной плоскостью на нормальную реакцию опоры. Поскольку брусок скользит вниз по наклонной плоскости, сила трения будет направлена вверх по плоскости. Таким образом, F_тр = μ * F_р, где μ - коэффициент трения, а F_р - реакция опоры.

2. Рассчитаем силу тяжести F_г. Сила тяжести равна произведению массы бруска на ускорение свободного падения. F_г = m * g, где m - масса бруска, а g - ускорение свободного падения.

3. Рассчитаем силу реакции опоры F_р. Сила реакции опоры направлена перпендикулярно наклонной плоскости и равна проекции силы тяжести на ось, перпендикулярную плоскости. F_р = m * g * cos(θ), где θ - угол наклона плоскости.

4. Подставим значения F_тр, F_г и F_р в уравнение F_рд = F_тр + F_г - F_р и рассчитаем равнодействующую силу F_рд.

Пример решения: Пусть масса бруска m = 10 кг, коэффициент трения μ = 0.2, ускорение свободного падения g = 9.8 м/с^2, и угол наклона плоскости θ = 30 градусов.

1. Рассчитаем силу трения F_тр: F_тр = μ * F_р = 0.2 * (m * g * cos(θ)) = 0.2 * (10 * 9.8 * cos(30)) = 0.2 * (98 * 0.866) = 16.988 Н.

2. Рассчитаем силу тяжести F_г: F_г = m * g = 10 * 9.8 = 98 Н.

3. Рассчитаем силу реакции опоры F_р: F_р = m * g * cos(θ) = 10 * 9.8 * cos(30) = 98 * 0.866 = 84.868 Н.

4. Рассчитаем равнодействующую силу F_рд: F_рд = F_тр + F_г - F_р = 16.988 + 98 - 84.868 = 30.12 Н.

Таким образом, модуль равнодействующей силы, действующей на брусок, равен 30.12 Н.