young young
Профи
(854)
2 недели назад
а) Ускорение центра шара можно найти с помощью второго закона Ньютона:
ΣF = ma
где ΣF - сила, действующая на шар, m - масса шара, a - ускорение центра шара.
Сила, действующая на шар, состоит из компонент силы тяжести, направленной вдоль наклонной плоскости, и силы трения:
ΣF = m*g*sin(30) - f.
где g - ускорение свободного падения, f - сила трения.
Так как шар скатывается без скольжения, то сила трения превышает скользящее трение и равна максимальной силе трения f = µ*m*g*cos(30), где µ - коэффициент трения, равный 0.5 в данном случае.
Подставим все значения в уравнение:
m*g*sin(30) - µ*m*g*cos(30) = m*a
6*9.8*sin(30) - 0.5*6*9.8*cos(30) = 6*a
a ≈ 4.9 м/c^2
б) Для того чтобы скольжения не было, сила трения должна быть равна нулю. Таким образом, условие равенства сил трения и максимальной силы трения дает значение коэффициента трения:
µ = tan(30) ≈ 0.577.
в) Кинетическая энергия шара определяется как:
K = (1/2)*m*v^2,
где v - скорость центра шара. Учитывая, что a = dv/dt, получаем:
v = a*t.
Подставляем значения:
v = 4.9*1.4 ≈ 6.86 м/c.
Теперь можем найти кинетическую энергию:
K = (1/2)*6*(6.86)^2 ≈ 142.5 Дж.
B1sham0n
Знаток
(263)
2 недели назад
На шар действуют три силы: сила тяжести, сила трения и сила реакции опоры.
Равнодействующая равна векторной сумме этих сил. По второму з-ну Ньютона
F=ma
В проекциях на ось х получаем
(1)
Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела:
М=Iε
С другой стороны,
, тогда
Момент инерции шара
Угловое ускорение выражается через линейное
Следовательно
Ур-е (1) принимает вид
Ответ: a=5/7 gsinα; μ=2/7 tgα
а) ускорение центра шара;
б) значение коэффициента трения µ, при котором скольжения не будет;
в) кинетическую энергию шара через время t = 1.4 с. после начала движения.