С кузова автомобиля по наклонной доске спускают ящик массой 100 кг, придерживая его веревкой, параллельной доске. Днище кузова находится на высоте 1,5 м от земли, длина доски 3 м, коэффициент трения ящика о доску 0,2. Скорость груза у поверхности земли 1 м/с. Определите величину силы натяжения веревки, считая эту силу постоянной.
от

1 Ответ

Дано:
- масса ящика m = 100 кг
- высота кузова h = 1,5 м
- длина доски s = 3 м
- коэффициент трения μ = 0,2
- скорость груза v = 1 м/с

Найти:
- силу натяжения веревки T

Решение:

1. Найдем угол наклона доски α, используя тригонометрию:
   sin(α) = h/s = 1,5/3 = 0,5
   cos(α) = sqrt(1 - (sin(α))^2) = sqrt(1 - (0,5)^2) = sqrt(1 - 0,25) = sqrt(0,75) = sqrt(3)/2 ≈ 0,866

2. Рассчитаем вес ящика:
   F_g = m * g = 100 * 9,81 = 981 Н

3. Вычислим компоненты силы тяжести:
   - компонент веса, направленный вдоль доски:
   F_g_parallel = F_g * sin(α) = 981 * 0,5 = 490,5 Н
   - нормальная сила:
   F_g_normal = F_g * cos(α) = 981 * 0,866 ≈ 850,5 Н

4. Рассчитаем силу трения:
   F_friction = μ * F_g_normal = 0,2 * 850,5 ≈ 170,1 Н

5. Теперь запишем уравнение для движения ящика. Сила натяжения веревки T действует против силы, направленной вниз по доске:
   T + F_friction = F_g_parallel + m * a

   В данном случае мы можем принять a = 0, так как скорость у поверхности земли постоянная (1 м/с). Следовательно, ускорение равно нулю.

6. Подставляем значения в уравнение:
   T + 170,1 = 490,5

   Решим уравнение для T:
   T = 490,5 - 170,1 = 320,4 Н

Ответ:
Величина силы натяжения веревки составляет примерно 320,4 Н.
от