Дано:
- Сила F = 20 Н
- Угол наклона клина α = 30°
- Масса штифта m1 = 2 кг
- Масса клина m2 = 2 кг
- Трение отсутствует
- Ускорение свободного падения g = 9,81 м/с²
Найти:
- Ускорение клина a
Решение:
1. Рассмотрим силы, действующие на штифт. На него действует сила тяжести и компонента этой силы, направленная вдоль наклона клина:
F_г1 = m1 * g = 2 * 9,81 = 19,62 Н (силы тяжести штифта)
Проекция силы тяжести вдоль наклона:
F_долг1 = m1 * g * sin(α) = 2 * 9,81 * sin(30°) = 2 * 9,81 * 0,5 = 9,81 Н
2. Теперь найдем силу, действующую на клин. На клин действует сила F, а также реакция со стороны штифта:
В результате штифт будет создавать силу, которая будет направлена вниз по наклону. Эта сила равна 9,81 Н, как мы уже нашли.
3. Суммируем все силы, действующие на клин:
F_клин = F - F_долг1 = 20 Н - 9,81 Н = 10,19 Н
4. Теперь найдем ускорение клина. Для этого используем второй закон Ньютона:
F_клин = m2 * a
10,19 = 2 * a
a = 10,19 / 2 = 5,095 м/с²
Ответ:
Ускорение клина составляет примерно 5,095 м/с².