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#39642

Клин находится на гладкой горизонтальной поверхности стола. Гладкая поверхность клина составляет угол α  (cos α = 4∕5  ) с горизонтом (см. рис.). Вблизи вершины клина на высоте H  удерживают небольшую по размерам шайбу массой m  . Масса клина 3m  .
1) За какое время шайба съедет с клина, если клин удерживать, а шайбу отпустить?
Клин и шайбу одновременно отпускают, и они разъезжаются.
2) Найти ускорение клина.
3) Через какое время шайба достигнет стола?
Направления всех движений в одной вертикальной плоскости.

(Физтех, 2021, 11)

PIC

Источники: Физтех, 2021, 11

Показать ответ и решение

1) Второй закон Ньютона для шайбы при покоящемся клине:

ma  = mg  sin α

Спроецируем ускорение g  на направление вдоль наклонной плоскости и рассмотрим равноускоренное движение шайбы до горизонтальной поверхности:

               2        ∘ ----              ∘  ----
L = --H-- =  at1⇒  t  =   2L- =  -2H----=  5-  2H--
    sin α    2      1      a     gsin2α    3    g

2) Обозначим на рисунке ускорение шайбы относительно клина - aш   , ускорение клина - aк   . Ускорение шайбы равно сумме переносного (ускорения клина) и относительного ускорений.

PIC

Уравнение движения для шайбы в проекциях на нормаль к поверхности клина:

− ma к sin α = N − mg  cosα

Уравнение движения для клина в проекциях на горизонтальную ось:

N sinα =  M aк

Тогда:

     mg  cosα sin α    1
aк = ----------2---=  -g
     M  + m  sin  α    7

Уравнение движения для шайбы в проекциях на ось вдоль поверхности клина:

m (aш − a кcosα ) = mg sinα

Тогда:

                         5
aш =  gsinα +  aкcos α = --g
                         7

Относительно клина:

                    ∘  --------   ∘ -----
-H---   aшt22-          --2H----     14H--
sin α =   2   ⇒  t2 =    aш sin α =     3g
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!