На столе закреплена доска длиной 90 см. На доске у ее левого торца лежит небольшой брусок. Коэффициент трения бруска о доску μ=0,5. Какую минимальную скорость нужно сообщить бруску, чтобы он соскользнул с правого торца доски?
от

1 Ответ

Дано:
Длина доски (L) = 90 см = 0,9 м
Коэффициент трения (μ) = 0,5
Ускорение свободного падения (g) = 9,8 м/с^2

Найти:
Минимальную скорость (v) бруска

Решение:
1. Рассмотрим свободное падение бруска:
    ΣF = m * a
    где ΣF - сила трения, равная μ * m * g,
    m - масса бруска,
    a - ускорение бруска.
    
2. Поскольку брусок движется по горизонтали и трения нет, то ΣF = m * a = 0.
   Запишем уравнение для силы трения:
   μ * m * g = m * a
   μ * g = a
   
3. Найдем угол наклона доски к горизонтали:
   tan(α) = L / h
   где h - расстояние от вертикального положения до точки касания бруска с доской.
   tan(α) = L / h
   h = L / tan(α)

4. Подставим a и h в уравнение движения:
   g * sin(α) = μ * g * cos(α)
   sin(α) = μ * cos(α)
   α = arctan(μ)

5. Теперь найдем минимальную скорость, необходимую для скольжения бруска:
   v = sqrt(2 * g * L * μ)

Подставим известные значения и рассчитаем:
v = sqrt(2 * 9,8 * 0,9 * 0,5) ≈ 3 м/с

Ответ: Бруску нужно сообщить скорость 3 м/с.
от