Консультация № 190567
17.02.2017, 16:54
0.00 руб.
18.02.2017, 13:36
1 1 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Помогите с задачкой! Заранее благодарю!

Брусок массой 0,5 кг лежит на наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол (sin[$945$]=0,6). Брусок соединён с вершиной наклонной плоскости недеформированной пружиной жесткостью 64 Н/м. Какую скорость v[sub]0[/sub] надо сообщить бруску вверх вдоль плоскости, чтобы он вернулся и остановился в начальной точке? Коэффициент трения бруска о плоскость 0,8. g=10 м/с[sup]2[/sup].
Прикрепленные файлы:
de59937a01f857ede3b66c5af76b96e66744b515.png

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
18.02.2017, 13:35
общий
это ответ
Здравствуйте, Валерий!

После получения начальной скорости брусок движется вверх по наклонной плоскости, останавливается, затем движется вниз по наклонной плоскости, пока не остановится в точке, из которой он начал своё движение. Во время движения на брусок действуют сила тяжести направленная вертикально вниз; сила реакции наклонной плоскости направленная перпендикулярно этой плоскости вверх; сила трения направленная вдоль наклонной плоскости в сторону, противоположную направлению движения бруска и численно равная где - коэффициент трения бруска о наклонную плоскость; сила упругости пружины направленная вдоль наклонной плоскости вниз и численно равная где Н/м - коэффициент жёсткости пружины, - величина сжатия пружины.

Направим ось абсцисс вдоль наклонной плоскости вверх, ось ординат - перпендикулярно оси абсцисс вверх. Рассмотрим движение бруска вверх. В проекциях на ось ординат уравнение движения бруска даёт или откуда В начальном положении кинетическая энергия бруска равна а потенциальную энергию примем равной нулю: Механическая энергия бруска в начальном положении равна его кинетической энергии: В конечном положении кинетическая энергия бруска равна нулю. При отсутствии силы трения потенциальная энергия бруска в конечном положении была бы равна сумме работ, совершённых против силы тяжести и силы упругости пружины. Поскольку на брусок действует сила трения, то его механическая энергия уменьшается на величину работы, совершённой против этой силы, то есть механическая энергия бруска в конце движения вверх (и начале движения вниз) составляет Работа, совершённая против силы трения, превращается во внутреннюю энергию бруска и наклонной плоскости.
Следовательно,


или, в численном виде,






Рассмотрим движение бруска вниз. В конечном положении его механическая энергия равна нулю: и меньше величины механической энергии бруска в начале движения вниз на величину работы, совершённой против силы трения. То есть


или, в численном виде,




(м).


С учётом вычисленного значения из уравнений получим


(м/с).
5
Спасибо! Отлично объясняете!
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа