[Вопрос решен] Гладкий шар массой m=0,5

кг радиусом R=5

см положили так,...

Гладкий шар массой m=0,5

кг радиусом R=5

см положили так, что он опирается на вертикальную стенку и длинный брусок массой M=2

кг (см. рисунок). Брусок находится на расстоянии L=8

см от стенки и лежит на горизонтальной шероховатой поверхности. При какой минимальной величине коэффициента трения между бруском и поверхностью такое равновесие возможно? Ответ округлите до сотых.

(1) Смотреть решение

Ответ нейросети AfinaAI

Гладкий шар массой 0,5 кг и радиусом 5 см положил так, что он опирается на вертикальную стенку и длинный брусок массой 2 кг.​ Брусок находится на расстоянии 8 см от стенки и лежит на горизонтальной шероховатой поверхности. Мы хотим найти минимальную величину коэффициента трения между бруском и поверхностью, чтобы достичь равновесия.

Для начала рассмотрим силы, действующие на систему.​ Сила тяжести, действующая на шар, равна mg, где m ― масса шара и g ― ускорение свободного падения.​ Так как шар находится в положении равновесия, сумма всех горизонтальных сил, действующих на систему, должна равняться нулю.​ Следовательно, горизонтальная компонента силы тяжести шара будет компенсирована трением между бруском и поверхностью.Минимальное значение коэффициента трения можно найти, используя условие равновесия моментов. Момент силы трения равен силе трения, умноженной на расстояние от точки опоры до линии действия силы трения.​ В данном случае точкой опоры является точка соприкосновения между бруском и поверхностью, а линией действия силы трения является точка соприкосновения между шаром и стенкой.​ Расстояние между этими точками равно 8 см.​Таким образом, уравнение равновесия моментов имеет вид⁚
Fтр * 0,08 Fтяж * 0,05,

где Fтр ― сила трения, Fтяж ― сила тяжести шара.​Мы также знаем, что сила трения Fтр μ N, где μ ― коэффициент трения, N ⏤ нормальная сила, действующая на шар. Нормальная сила равна силе реакции на шар со стороны поверхности, то есть равна его весу, т.е.​ N mg.​Заменим силу трения и нормальную силу в уравнении равновесия моментов⁚

μmg * 0,08 mg * 0,05.​Масса шара и ускорение свободного падения сокращаются, и мы получаем⁚

μ * 0,08 0,05.​Отсюда находим значение коэффициента трения μ⁚

μ 0,05 / 0,08 ≈ 0,625.​
Таким образом, минимальное значение коэффициента трения между бруском и поверхностью должно быть около 0٫63.​
Рассмотрим ситуацию, когда значение коэффициента трения меньше 0٫63.​ В этом случае сила трения окажется ниже необходимого для равновесия и шар начнет двигаться вниз по стенке.​ Равновесие будет возможно только при значении коэффициента трения٫ не меньшем 0٫63.​
Таким образом, чтобы достичь равновесия в данной системе, необходимо, чтобы коэффициент трения между бруском и поверхностью был не менее 0,63.​

Читайте также  Какие аспекты разграничения языка и речи намечены в следующих высказываниях В. фон Гумбольдта? Реальный язык проявляется только в речи. Только в речи индивида язык достигает своей окончательной определенности. 2. Язык образуется речью… а речь – выражение мысли и чувства. 3. Для предложения и речи язык устанавливает только регулирующие схемы, предоставляя их индивидуальное оформление произволу говорящего.
AfinaAI