Однородная доска опирается на пол и гладкую стену. При каких значениях коэффициента трения u  между доской и полом доска не будет скользить по полу, если угол а между доской и вертикалью равен 30°?
от

1 Ответ

Дано:
- угол a = 30°
- коэффициент трения между доской и полом — u

Найти:
максимальное значение коэффициента трения u, при котором доска не будет скользить по полу.

Решение:

1. Рассмотрим силы, действующие на доску. Сила тяжести mg направлена вниз через центр массы доски. На доску также действуют нормальная сила N от пола и сила реакции стены R, которая направлена горизонтально.

2. Для равновесия по вертикали имеем:

N = mg * cos(a).

3. Для равновесия по горизонтали:

R = F_t, где F_t - сила трения, которая равна uN.

4. Учитывая, что доска находится под углом 30°, можно записать:

R = mg * sin(a).

5. Подставив нормальную силу N в выражение для F_t, получаем:

F_t = u * (mg * cos(a)).

6. Теперь установим равенство между силой трения и горизонтальной реакцией стены:

u * (mg * cos(a)) = mg * sin(a).

7. Сократим mg (при условии, что m не равно 0):

u * cos(a) = sin(a).

8. Выразим коэффициент трения u:

u = sin(a) / cos(a),
u = tan(a).

9. Подставим значение угла a = 30°:

u = tan(30°) = 1 / √3.

Ответ:
При угле 30° максимальное значение коэффициента трения u, при котором доска не будет скользить по полу, равно 1 / √3.
от