Консультация № 199970
23.12.2020, 09:44
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: По гладкой горизонтальной поверхности в поле тяжести g движется длинная доска
длиной l с равномерно распределенной по длине массой и одним концом наезжает на
шершавый участок поверхности с коэффициентом трения µ. Какой должна быть
минимальная скорость доски v, чтобы она выехала на шершавый участок
полностью?

Обсуждение

давно
Посетитель
226425
1567
27.12.2020, 15:23
общий
это ответ
Здравствуйте, stepa123q!
1. Работа силы трения равна изменению кинетической энергии тела
Aтр=[$916$]Ek (1)
2. Поскольку конечная скорость доски равна нулю, следовательно
[$916$]Ek=(1/2)mv2 (2)
здесь в записи мы уже опустили знаки "-", поскольку в решении данной задачи имеет значение лишь величина изменения кинетической энергии и величина работы силы трения
3. Сила трения линейно зависит от массы той части доски, которая к данному моменту времени оказалась на шершавой поверхности. В свою очередь, эта самая масса dm пропорциональна длине dl части доски на шершавой поверхности (см.рис.1)

Рис.1
4. Работа силы трения численно равна площади треугольника под графиком зависимости Fтр(х) на участке от х=0 до х=l (см.рис.2).
Сила трения, действующая на доску линейно изменяется от 0 до максимального значения
Fтр max=[$956$]mg (3) ,
когда уже вся доска окажется на шершавой поверхности.

Рис.2
Отсюда
Aтр=(1/2)[$956$]mgl (4)
5. В соответствии с тождеством (1), приравниваем правые части выражений (2) и (4)
(1/2)mv2=(1/2)[$956$]mgl (5)
Отсюда искомая скорость
v=[$8730$]([$956$]gl)
Удачи
Об авторе:
С уважением
shvetski
Форма ответа