Тема . Механика. Динамика и Статика

.10 Наклонная плоскость

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#114291

Клин массой M  находится на гладкой горизонтальной поверхности. По наклонной поверхности клина, образующей угол α  с горизонтом, соскальзывает без трения брусок массой m.  Найти ускорение клина.

Источники: Всеросс., 1997, ОЭ, 10

Показать ответ и решение

1. Расставим силы, действующие в системе «клин—шайба». Ускорение шайбы относительно клина направлено вдоль его поверхности. При этом сам клин в процессе движения шайбы также смещается и преобретает ускорение, направленное против движения шайбы горизонтально. Оба этих ускорения отметим на рисунке. Тогда ускорение шайбы в инерциальной системе отсчета будет представлено векторной суммой ускорений ⃗aклин + ⃗aотн  .

Замечание: закон сложения ускорений работает только в том случае, когда система движется поступательно.

PIC

2. Запишем 2ой закон Ньютона для клина и правило сложения ускорений в одной системе уравнений:

(
|||m⃗g + N⃗ = m⃗aш айб               (
{ ⃗      ⃗     ⃗                { m⃗g + ⃗N = m (⃗aклин +⃗aотн)
||N ст + (−N )+ M g = M ⋅⃗aклин  ⇒ ( ⃗N   +(− ⃗N) + ⃗M g = M ⋅⃗a
|(⃗aш айб =⃗aклин +⃗aотн                 ст                    клин

Введем координатные оси для клина и шайбы так, как показано на рисунке и спроецируем 2ой закон Ньютона на координатные оси:

Первое уравнение системы в проекции на оси Ox,  Oy  соответственно:

(
{ mg sinα = m (− aклин ⋅cosα+ aотн)
(
  N − mg cosα = − m ⋅aклинsinα

То же для клина (во второе уравнение следующей системы сразу подставим первое):

(
{N sinα = M aкл
(-M--
 sinα ⋅aклин − mg cos α = − maклин ⋅sinα

Теперь несложно выразить ускорение клина:

        m cosα ⋅sinα
aклин = g--------2--
        M  + m sin α
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!