Коробка массой 3,0 кг и гиря массой 2,0 кг связанные между собой лёгкой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый неподвижный блок, движутся равноускоренно. определите коэффицент трения скольжения между коробкой и горизонтальной поверхностью , если при перемещении коробки на 1,5 м модуль скорости движения изменился от 1,0 м\с до 2,0 м\с. модуль ускорения свободного падения 10 м\с^2. трением в блоке и сопротивлением воздуха пренебречь
как можно быстрее, если можно ещё рисунок
--- Fтр ---
-----| | | |-----
| |
| = Fнор | | Fт |
| |
-----| | |---|----------
---
Мы имеем коробку массой m1 = 3,0 кг и гирю массой m2 = 2,0 кг, связанные между собой нитью. По требованию задачи, у нас есть сила тяжести (Fт), направленная вниз и сила нормальной реакции (Fн), направленная вверх. Определим коэффициент трения скольжения (μ) между коробкой и горизонтальной поверхностью.
Сила тяжести можно найти с помощью формулы:
Fт = m1 * g,
где m1 - масса коробки и гири, g - ускорение свободного падения (g = 10 м/с^2).
Fт = 3,0 кг * 10 м/с^2 = 30,0 Н.
Сила нормальной реакции равна силе тяжести (согласно второму закону Ньютона):
Fн = Fт = 30,0 Н.
Так как блок неподвижный, нет горизонтальных сил (согласно первому закону Ньютона), то Fнор = Fн = 30,0 Н.
Сумма сил, действующих на коробку и гирю (Fсум), равна разности Fнор и Fтр (сила трения):
Fсум = Fнор - Fтр.
Дано, что при перемещении коробки на 1,5 м модуль скорости изменился от 1,0 м/с до 2,0 м/с. Заметим, что коробка и гиря движутся равноускоренно, поэтому можем использовать формулу движения для поиска ускорения (a):
v^2 = u^2 + 2*a*s,
где v - конечная скорость (2,0 м/с), u - начальная скорость (1,0 м/с), s - перемещение (1,5 м).
(2,0 м/с)^2 = (1,0 м/с)^2 + 2*a*1,5 м,
4,0 м^2 / с^2 = 1,0 м^2 / с^2 + 3,0 м*a,
3,0 м*a = 4,0 м^2 / с^2 - 1,0 м^2 / с^2,
3,0 м*a = 3,0 м^2 / с^2.
a = 1,0 м/с^2.
Таким образом, у нас есть a = 1,0 м/с^2.
Теперь мы можем использовать второй закон Ньютона для нахождения Fсум:
Fсум = m1 * a,
Fсум = 3,0 кг * 1,0 м/с^2,
Fсум = 3,0 Н.
Сила трения равна сумме силы трения скольжения (Fтр) и силы трения покоя (Fтп):
Fсум = Fтр + Fтп.
Поскольку коробка и гири движутся равноускоренно, Fтп = 0. Тогда:
Fсум = Fтр + 0,
Fсум = Fтр,
3,0 Н = Fтр.
Таким образом, сила трения скольжения (Fтр) равна 3,0 Н.
Определим коэффициент трения скольжения (μ) между коробкой и горизонтальной поверхностью с помощью формулы:
Fтр = μ * Fнор.
3,0 Н = μ * 30,0 Н,
тогда μ = 3,0 Н / 30,0 Н,
μ = 0,1.
Таким образом, коэффициент трения скольжения (μ) между коробкой и горизонтальной поверхностью равен 0,1.