Здравствуйте, llilrainn!
Условие : Масса груза M
Г = m ; Масса бруска M
Б = 2·m . Масса доски M
Д = 3·m .
Коэффициент трения бруска по доске µ
Б = 0,3 ; Коэффициент трения доски по столу µ
Д = 0,15 ;
Путь бруска S = 0,6 м. Вычислить время t движения бруска до края доски.
Решение: Брусок разгоняется влево по рисунку под действием 2х сил:
Сила тяжести груза P = M
Г·g = m·g тянет брусок влево. Тут g = 9,807 м/с
2 - ускорение земного тяготения.
Сила трения F
Б бруска по доске препятствует движению, её вектор направлен в сторону, противоположную движению, то есть вправо.
F
Б = M
Б·g·µ
Б = (2·m)·g·0,3 = 0,6·m·g
Общая масса разгоняющихся тел (груза и бруска)
M
ГБ = M
Г + M
Б = m + 2·m = 3·m
По второму закону Ньютона можно рассчитать ускорение бруска:
a
Б = (P - F
Б) / M
ГБ = (m·g - 0,6·m·g) / (3·m) = g·0,4 / 3 [$8776$] 1,308 м/с
2Движение доски не влияет на ускорение бруска, потому что сила трения F
Б бруска по доске постоянна (не зависит от скорости движения).
На доску также действуют 2 горизонтальные силы: Сила трения бруска F
Б разгоняет доску влево, а сила трения доски по столу
F
Д = (M
Б + M
Д)·g·µ
Д = (2·m + 3·m)·g·0,15 = 0,75·m·g - препятствует разгону своим усилием вправо.
Поскольку модуль тормозящей силы F
Д = 0,75·m·g больше, чем модуль F
Д = 0,6·m·g , то доска не может сдвинуться с места.
Путь, пройденный телом при равно-ускоренном движении вычисляется по формуле
S = a·t
2 / 2
Значит время движения бруска t = [$8730$](2·S / a
Б) = 0,958 с.
Ответ: брусок достигнет края доски за 1,0 сек.