Определите силу, под действием которой происходит равномерный подъём вагонетки массой т = 500 кг по эстакаде с углом наклона а = 25°, если

ответ к заданию по физике
 

Для определения силы, под действием которой происходит равномерный подъем вагонетки по эстакаде, нам необходимо применить законы динамики.

В данной задаче нужно определить силу тяги, которую необходимо приложить к вагонетке для того, чтобы она равномерно поднималась по эстакаде.

Сначала нам необходимо определить вес вагонетки. Вес можно найти умножив массу на ускорение свободного падения:

В = м * g

где В - вес вагонетки, м - масса вагонетки, g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с²)

В = 500 кг * 9,8 м/с² = 4900 Н (Ньютон)

Теперь нам нужно разложить вес вагонетки на две составляющие. Одна составляющая будет направлена вдоль эстакады (параллельно поверхности эстакады) и будет создавать силу трения, необходимую для преодоления трения вагонетки о поверхность эстакады. Другая составляющая будет направлена перпендикулярно поверхности эстакады и будет создавать силу, направленную вдоль эстакады и отвечающую за подъем вагонетки.

Сила трения будет равняться продукту коэффициента трения и нормальной силы (силы, перпендикулярной поверхности):

Fтрения = μ * Fнорм

где Fтрения - сила трения, μ - коэффициент трения, Fнорм - нормальная сила

В нашем случае, нормальная сила будет равна составляющей веса, перпендикулярной поверхности эстакады:

Fнорм = В * cos(α)

где α - угол наклона эстакады

Fнорм = 4900 Н * cos(25°) ≈ 4434 Н

Теперь, сила трения будет равняться:

Fтрения = μ * 4434 Н

Значение коэффициента трения зависит от состава материалов, в данном случае будем считать, что коэффициент трения μ = 0,2

Fтрения = 0,2 * 4434 Н ≈ 886,8 Н

Итак, у нас есть сила трения - 886,8 Н. Теперь мы можем определить силу, направленную вдоль эстакады и отвечающую за подъем вагонетки.

Сила, направленная вдоль эстакады, будет равна:

Fподъема = В * sin(α) - Fтрения

Fподъема = 4900 Н * sin(25°) - 886,8 Н ≈ 1987,5 Н

Итак, сила подъема будет равна примерно 1987,5 Н. Это и есть сила, под действием которой происходит равномерный подъем вагонетки по эстакаде с углом наклона 25°.