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#68644

На гладкой горизонтальной поверхности стола находится клин. Гладкая поверхность клина составляет угол α  (cos α = 4∕5  ) с горизонтом (см. рис.). На вершине 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?

На покоившийся вначале клин стали действовать с постоянной горизонтальной силой F =  2mg  , а шайбу отпустили. В результате клин стал двигаться поступательно по столу, а шайба вниз по клину.
2. Найти ускорение клина.
3. Через какое время шайба достигнет стола?
Направления всех движений в одной вертикальной плоскости.

(«Физтех», 2021, 10)

PIC

Источники: Физтех, 2021, 10

Показать ответ и решение

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

-H---=  1(gsin α)t2
sin α    2         1

Тогда

     ∘ --------    ∘  ----
         2H       5   2H
t1 =   -----2--=  --  ---.
       g sin  α    3    g

2) Пусть M  =  3m  - масса клина, a  - ускорение клина, a
  0   - ускорение шайбы относительно клина, N  сила нормальной реакции клина на шайбу. Ускорение шайбы равно сумме переносного (ускорения клина) и относительного ускорений.

PIC

Уравнение движения для клина в проекциях на горизонтальную ось:

F − N  sin α = M  a

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

N −  mg cos α = ma  sin α

Отсюда

    F  − mg cos α sin α    19
a = -------------2---- =  42g.
       M  + m sin α

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

mg sinα  = m (a0 + acos α)

Тогда

                        5
a0 = g sin α − a cosα =  --g.
                        21

Относительно клина:

-H---=  1a0t22
sin α    2

Отсюда

     ∘ --------   ∘ -----
          2H        14H
t2 =    --------=   -----.
        a0sinα        g
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!