Ящик соскальзывает по наклонной плоскости 37° с коэффициентом трения 0,5 — найдите ускорение и скорость в конце спуска
Условие
Ящик массой 20 кг соскальзывает без начальной скорости по прямой эстакаде, наклонённой к горизонту под углом 37°. Длина участка спуска 9 м, коэффициент трения ящика о поверхность эстакады 0,5. Найдите ускорение ящика и его скорость в конце спуска. Принять sin 37° = 0,6, cos 37° = 0,8, g = 10 м/с².
Ответ
a = 2 м/с²; v = 6 м/с
Решение по шагам
Шаг 1. Выбираем оси и раскладываем силу тяжести
Удобно направить ось вдоль наклонной плоскости вниз (туда, куда едет ящик), а ось — перпендикулярно поверхности. На ящик действуют сила тяжести , нормальная реакция и сила трения скольжения, направленная вверх вдоль плоскости. Сила тяжести раскладывается так: вдоль плоскости , перпендикулярно ей .
Шаг 2. Уравнения по осям
Ящик не отрывается от эстакады, поэтому по оси : , а значит . По оси : . Типичная ошибка на этом шаге — взять .
Осталось ещё 2 шага — откроются после входа:
- Шаг 3. Считаем ускорение
- Шаг 4. Скорость в конце спуска
Бесплатно · займёт минуту
Частые ошибки
- ✗
Берут вместо : тогда сила трения получается 100 Н вместо 80 Н, и ускорение выходит 1 м/с².
- ✗
Меняют местами синус и косинус: вдоль плоскости «тянет» составляющая с синусом, прижимает к поверхности — с косинусом.
- ✗
Пытаются использовать массу 20 кг: в формуле она сокращается и на ответ не влияет.
- ✗
Считают скорость как с длиной спуска вместо времени, подставляя с.