Przy jednostajnym wciąganiu ciała o ciężarze Q=1000N po równi pochyłej tworzącej kąt β=60° z pionem, należy przyłożyć siłę F=600N. Z jakim przyspieszeniem będzie zsuwało się swobodnie puszczone ciało w dół równi pochyłej?
Niby zadanie dla liceum, a jednak studia... Tak, nie miałem fizyki w liceum, wspaniały system edukacji ją nam zlikwidował po pierwszej klasie.
robertkl
Z danych wynika, że kąt równi z poziomem wynosi α = 90° - 60° = 30°
Na wstępie należy zauważyć, że siła F przy jednostajnym wciąganiu jest większa od składowej stycznej ciężaru (Qs = Q·sinα = 1000·sin30° = 500 N). Oznacza to, że w opisanej sytuacji występuje tarcie (T = 600 - 500 = 100 N).
Z równowagi sił przy wciąganiu (I zasada dynamiki) mamy: F = Qs + T ---> T = F - Qs Natomiast z II zasady dynamiki przy zsuwaniu ruchem przyspieszonym: m·a = Qs - T
m·a = Qs - (F - Qs) = Qs - F + Qs = 2·Qs - F = 2·Q·sinα - F a = (2·Q·sinα - F)/m i m = Q/g a = g·(2·sinα - F/Q)
Na wstępie należy zauważyć, że siła F przy jednostajnym wciąganiu jest większa od składowej stycznej ciężaru (Qs = Q·sinα = 1000·sin30° = 500 N).
Oznacza to, że w opisanej sytuacji występuje tarcie (T = 600 - 500 = 100 N).
Z równowagi sił przy wciąganiu (I zasada dynamiki) mamy:
F = Qs + T ---> T = F - Qs
Natomiast z II zasady dynamiki przy zsuwaniu ruchem przyspieszonym:
m·a = Qs - T
m·a = Qs - (F - Qs) = Qs - F + Qs = 2·Qs - F = 2·Q·sinα - F
a = (2·Q·sinα - F)/m i m = Q/g
a = g·(2·sinα - F/Q)
a = 10·(2·sin30° - 600/1000) = 10·(1 - 0.6) = 4 m/s²