На покоящееся тело массой 2 кг действует сила, направленная вверх под углом 30° к горизонту. После начала...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
физика сила движение угол к горизонту коэффициент трения расчет силы кинематика динамика
0

На покоящееся тело массой 2 кг действует сила, направленная вверх под углом 30° к горизонту. После начала движения тело за 5 с прошло 25 м. Определите значение действующей на тело силы, если коэффициент трения равен 0,02. Очень нужно подробное решение!

avatar
задан 9 месяцев назад

2 Ответа

0

Для решения этой задачи нам нужно использовать несколько законов и формул из физики, в частности из кинематики и динамики.

  1. Определение ускорения тела:

    Дано, что тело прошло 25 м за 5 с. Используем уравнение движения с постоянным ускорением: s=ut+12at2 где:

    • s — пройденное расстояние 25м,
    • u — начальная скорость 0м/с,таккактелоначинаетдвигатьсяизсостоянияпокоя,
    • t — время 5с,
    • a — ускорение.

    Подставим данные: 25=05+12a52 Упростим уравнение: 25=12a25 Умножим обе стороны на 2: 50=25a Разделим обе стороны на 25: a=2м/с2

  2. Рассмотрение сил, действующих на тело:

    Для тела действуют следующие силы:

    • Сила тяжести mg, направленная вниз,
    • Сила F, направленная вверх под углом 30° к горизонту,
    • Сила трения Fтр, действующая противоположно направлению движения.

    Разложим силу F на компоненты:

    • Горизонтальная компонента Fcos30,
    • Вертикальная компонента Fsin30.
  3. Уравнения по осям:

    По оси x горизонтально: [ F \cos 30^\circ - F{\text{тр}} = ma ] где ( F{\text{тр}} ) — сила трения, равная μN коэффициенттренияумноженныйнанормальнуюсилу.

    По оси y вертикально: N+Fsin30=mg где N — нормальная сила.

  4. Нахождение нормальной силы:

    Из уравнения по y: N=mgFsin30 Подставим известные значения: N=29.8F0.5 N=19.60.5F

  5. Сила трения:

    Fтр=μN=0.02(19.60.5F)

  6. Подставим силу трения в уравнение по x:

    Fcos300.02(19.60.5F)=22 F320.0219.6+0.020.5F=4 F32+0.01F0.392=4 F(32+0.01)=4+0.392 F(32+0.01)=4.392

  7. Решим уравнение для F:

    F(1.7322+0.01)=4.392 F(0.866+0.01)=4.392 F0.876=4.392 F=4.3920.876 F5.01Н

Таким образом, значение силы, действующей на тело, составляет приблизительно 5.01 Н.

avatar
ответил 9 месяцев назад
0

Для начала определим все известные величины: m = 2 кг массатела θ = 30° уголнаклонасилыкгоризонту t = 5 с времядвижения s = 25 м пройденноерасстояние μ = 0,02 коэффициенттрения

Поскольку тело движется под действием силы, можно использовать второй закон Ньютона: F = ma

Где F - сила, действующая на тело, a - ускорение тела. Ускорение можно найти, разделив изменение скорости на время: a = Δv / t

Известно, что s = v0t + 1/2at^2, где v0 - начальная скорость вданномслучае0,таккактелоначинаетдвижениеспокоя.

Таким образом, a = 2s / t^2 = 2*25 / 5^2 = 10 м/с^2.

Теперь можно найти силу, действующую на тело: F = ma = 2 * 10 = 20 Н

Теперь учтем силу трения. Сила трения равна μN, где N - нормальная реакция опоры. Нормальная реакция равна силе реакции опоры, которая равна силе тяжести, направленной вертикально вниз: N = mg = 2 * 9,8 = 19,6 Н

Таким образом, сила трения равна: Fтрения = μN = 0,02 * 19,6 = 0,392 Н

Итак, значение действующей на тело силы равно: F = 20 Н - 0,392 Н = 19,608 Н

Поэтому значение действующей на тело силы равно 19,608 Н.

avatar
ответил 9 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме