profile
Размещено 6 лет назад по предмету Физика от Miras07

За какое время тело весом 400гр спуститься по наклонной поверхности высотой 20м, и с углом 60 градусов? Если бы угол был равен 30градусом тело бы двигалось равномерно

  1. Ответ на вопрос
    Ответ на вопрос дан Аккаунт удален

    Задачка интересная, попробуем её решить в общем виде, то есть в той же формулировке, но масса тела - m, высота горки - H, угол, при котором равномерное движение - Alfa, угол заданный - Beta, естественно Beta>Alfa.

    Из условия задачи видно, что движение не по идеальной поверхности, а с трением, иначе при любом Alfa движение было бы равноускоренным. Пусть коэффициент трения k.

     

    Теперь, когда исходные данные известны, начинаем решать.

    Если тело движется с ускорением а, расстояние S оно пройдет за время t, причем S = a*t^2/2, откуда

     

     t^2 = 2*a*S

     

     Это, собственно, и есть ответ к нашей задаче. Осталось найти S и a.

    S найти очень просто, это длина гипотенузы, поэтому S=H/sin(Beta).

    а найти тоже просто из 2 закона Ньютона F = a*m сразу видно, что a=F/m.

     

    Подставляем в формулу для t, получаем

    t^2 = 2*(F/m)*(H/sin(Beta))

    Осталось найти F. Если разложить вес тела на наклонной плоскости(или вспомнить соответствующие формулы, а они очевидны), то получим, что скатывающая сила Fc = m*g*sin(Beta), 

    сила опоры            Fo = m*g*cos(Beta).

    Наша же ускоряющая сила, естественно, равна разности скатывающей силы и силы трения, а сила трения в первом приближении пропорциональна соле опоры. Записав эти слова в виде формул, получим

    F=Fc-Fтр = m*g*sin(Beta) - k*m*g*Cos(Beta) = m*g(sin(Beta) - k*Cos(Beta)).

    Подставим в нашу формулу для t, получим.

     

    t^2 = 2*g *H*(sin(Beta)-k*Cos(Beta))/sin(Beta) = 2*g*H*(1 + k*сtg(Beta))    

     

    Ну и последнее, нужно найти к трения. Он легко находится из того условия, что при угле = Alfa, тело движется равномерно, то есть с ускорением =0, а это уже первый закон Ньютона, то есть на тело действует сила = 0, то есть Fc=Fтр

    m*g*sin(Alfa) = k*m*g*Cos(Alfa), откуда

    k = tg(Alfa). Вот теперь всё! Подставим в формулу для t и получим

     

    t^2 = 2*g*H*(1 + tg(Alfa)*сtg(Beta)).

     

    Вот какая красивая формула получилась, а масса оказалась совсем не нужной!

     

    Подставляем туда наши исходные данные

    g = 9.8 m/c^2

    Н = 20м

    tg(30)=sqr(3)/3  

    сtg(60)=sqr(3)/3.

     

    t^2 = 2*9.8*20*(1 + 1/3)= 523

    t =22,9c = 23 с

     

    Вот и всё!

  2. Ответ на вопрос
    Ответ на вопрос дан Аккаунт удален

    Начнём с равномерного движения по наклонной плоскости.

    В этом случае сумма проекций сил на направление движения равно нулю.

    В направлении движения действует сила mg·sin30°, в противоположном направлении сила трения Fтр. таким образом, сила трения равна

    Fтр = mg·sin30° = 0.5 mg.

    Теперь рассмотрим движение равноускоренное по наклонной плоскости с углом наклона 60°.

    Найдём путь, который пройдёт тело.

    S = H/sin60° = 20/(0.5√3) ≈ 23,094(м)

    Запишем 2-й закон Ньютона в проекции на направление движения

    ma = mg·sin60° - Fтр

    Подставим Fтр

    ma = 0,5√3·mg - 0,5mg

    a = 0.5g(√3 -1)

    если считать g = 9.8 м/с², то ускорение

    а = 0.5·9,8·(√3 -1) ≈ 3,587(м/с²)

    При равноускоренном движении с нулевой начальной скоростью пройденный путь равен

    S = 0.5a·t², откуда

    t = √(2S/a) = √(2·23,094)/ 3,587) ≈  3,6(с)

    Ответ: 3,6с

     

     

Не тот ответ на вопрос, который вам нужен?
Найди верный ответ
Самые новые вопросы
tegysigalpa2012
Русский язык - 6 лет назад

Помогите решить тест по русскому языку тест по русскому языку «местоимение. разряды местоимений» для 6 класса 1. укажите личное местоимение: 1) некто 2) вас 3) ни с кем 4) собой 2. укажите относительное местоимение: 1) кто-либо 2) некоторый 3) кто 4) нам 3. укажите вопросительное местоимение: 1) кем-нибудь 2) кем 3) себе 4) никакой 4. укажите определительное местоимение: 1) наш 2) который 3) некий 4) каждый 5. укажите возвратное местоимение: 1) свой 2) чей 3) сам 4) себя 6. найдите указательное местоимение: 1) твой 2) какой 3) тот 4) их 7. найдите притяжательное местоимение: 1) самый 2) моего 3) иной 4) ничей 8. укажите неопределённое местоимение: 1) весь 2) какой-нибудь 3) любой 4) этот 9. укажите вопросительное местоимение: 1) сколько 2) кое-что 3) она 4) нами 10. в каком варианте ответа выделенное слово является притяжательным местоимением? 1) увидел их 2) её нет дома 3) её тетрадь 4) их не спросили

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.