Тема . Механика. Динамика и Статика

.15 Сила трения

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#29289

Доска массы M  и длины L  скользит с некоторой скоростью v0   по гладкой горизонтальной поверхности. На левом краю доски лежит кубик массы m  . Коэффициент трения скольжения между кубиком и доской равен μ  . Доска испытывает абсолютно упругий удар о вертикальную стенку (см. рисунок). При какой максимальной скорости доски v0 = vmax  кубик с неё не упадёт? Размерами кубика по сравнению с L  пренебречь. В процессе всего движения кубик не опрокидывается.

PIC

Источники: Всеросс., 2010, РЭ, 10

Показать ответ и решение

Сразу после удара о стенку доска изменит направление движения на противоположнное, а кубик продолжит движение к стенке. Сила трения скольжения вызовет изменение как скорости кубика, так и скорости доски. Уравнение движения для кубика и доски:

(
{ vk = − v0 + μgt               μmg
                       ⇒  aд =  -----
( M aд = F тр = μmg              M

Следовательно, скорость доски

          μmg
vд = v0 − -----t
           M

Проскальзывание прекратится после того, как скорости доски и кубика сравняются:

PIC

v0 − μg m--tк = − v0 + μgtк ⇒  tк = 2v0---M----
        M                          μg M  + m

Максимальное перемещение кубика относительно доски равно L  . Из рисунка видно, что оно численно равно площади заштрихованного треугольника:

L =  1⋅ 2v ⋅ t
     2    0  к

то есть максимальная скорость, при которой кубик не упадёт с доски:

       ∘  ----------------
          μgL ( M  +  m )
vmax =    ----- -------- .
           2       M
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!