Тема . Математика в физике

.05 Производная

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математика в физике
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#59361

Какой угол α  должно составлять направление силы с горизонтом, чтобы при равномерном перемещении груза по горизонтальной плоскости сила F  была наименьшей? Сила приложена в центре тяжести груза, коэффициент трения равен μ  .

Показать ответ и решение

На груз, двигающийся равномерно, действуют силы: M  g - сила тяжести F - сила тяги, Fmp  - сила трения, N - сила нормальной реакции плоскости. Запишем для ящика второй закон Ньютона в проекциях на оси OX и OY:
OX: F cosα −  Fmp =  0  (1),

OY: N  + F sinα −  M g = 0  (2).
Из уравнения (2) выразим N  = M  g − F sinα  , запишем Fmp  = μN  =  μM g − μF  sin α  и подставим в уравнение (1):

F cosα −  μM g + μF  sin α = 0.

Решаем это уравнение относительно силы F  :

F cosα +  μF sinα =  μM g,

Откуда

F =  μM g ∕(cosα + μ sin α)   (3 ).

В задаче надо найти угол направления силы при условии, что сила будет минимальна. Для этого найдем производную от силы (3) по углу α  и приравняем к нулю

          [              ]
      ′    -----μM-g-----     − μM-(−-sinα-+--μcos-α)-
[F(α )]=   cos α + μsin α  =     (cosα +  μsinα )2    = 0.

Если уравнение в виде дроби равно 0, то равен нулю числитель этой дроби:

μcos α − sinα =  0,

Откуда

tgα =  μ

И, окончательно,

α =  arctg μ.
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!