Вопрос задан 18.11.2025 в 17:13. Предмет Физика. Спрашивает Вильданов Камиль.

Наклонная плоскость составляет с горизонтом угол α = 30°. На плоскость положили тело и толкнули вверх. В течение времени t1 = 0,7 с тело прошло расстояние l = 1,4 м, после чего начало соскальзывать вниз. Сколько времени длится соскальзывание до начального положения тела? Каков коэффициент трения тела о наклонную плоскость? Источник: Мякишев, механика. Профильный уровень. 10 класс, упражнение 8.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Досан Аманжол.

Для решения задачи, давайте последовательно разберем её элементы.

Дано:

  • Угол наклона плоскости α = 30°.

  • Время, которое тело двигалось вверх, t₁ = 0,7 с.

  • Пройденное расстояние в этом времени l = 1,4 м.

  • Тело после этого начало скользить вниз.

1. Определим ускорение тела, пока оно двигалось вверх.

Когда тело двигалось вверх, оно было под воздействием силы тяжести и силы трения. Пусть ускорение тела при движении вверх равно a1a_1. В этом случае на тело действует сила тяжести, компонента которой направлена вниз по наклонной плоскости, и сила трения, которая также действует вниз, замедляя движение.

Сила тяжести вдоль наклонной плоскости будет равна:

Fтяж=mgsinαF_{\text{тяж}} = mg \sin \alpha

Сила трения:

Fтр=μN=μmgcosαF_{\text{тр}} = \mu N = \mu mg \cos \alpha

где μ\mu — коэффициент трения, N=mgcosαN = mg \cos \alpha — нормальная сила.

Таким образом, суммарная сила, действующая на тело, при движении вверх:

Fсум=mgsinα+μmgcosαF_{\text{сум}} = mg \sin \alpha + \mu mg \cos \alpha

Используем второй закон Ньютона:

ma1=mgsinα+μmgcosαma_1 = mg \sin \alpha + \mu mg \cos \alpha

Сократим на mm:

a1=g(sinα+μcosα)a_1 = g (\sin \alpha + \mu \cos \alpha)

Теперь используем формулу для движения с равномерным ускорением:

l=12a1t12l = \frac{1}{2} a_1 t_1^2

Подставим сюда выражение для a1a_1:

1,4=12g(sin30+μcos30)(0,7)21,4 = \frac{1}{2} \cdot g (\sin 30^\circ + \mu \cos 30^\circ) \cdot (0,7)^2

Зная, что sin30=0,5\sin 30^\circ = 0,5 и cos30=32\cos 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}, подставим числовые значения:

1,4=129,8(0,5+μ0,866)0,491,4 = \frac{1}{2} \cdot 9,8 \cdot (0,5 + \mu \cdot 0,866) \cdot 0,49

Решим это уравнение относительно μ\mu.

2. Определим время соскальзывания.

Когда тело начало скользить вниз, его ускорение определяется разностью силы тяжести и силы трения. Ускорение тела при соскальзывании:

a2=g(sinαμcosα)a_2 = g (\sin \alpha - \mu \cos \alpha)

Для соскальзывания используется та же формула для пути:

l=12a2t22l = \frac{1}{2} a_2 t_2^2

где t2t_2 — время соскальзывания.

Так как тело начало скользить с той же начальной скоростью, с которой оно остановилось при движении вверх, время соскальзывания будет равно времени подъема, если ускорения в обоих случаях одинаковы по величине (т.е. a1=a2a_1 = a_2).

Из этих рассуждений мы можем найти μ\mu и решить задачу.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос