👍 0 👎 |
Подвижный блокПри помощи подвижного блока равномерно поднимают груз,
прилагая к концу веревки силу 100 Н. Определите силу трения, если масса самого блока равна 2 кг, а масса груза 16,5 кг." Кирик, 7 класс не понятно какая сила трения имеется в виду, между нитью и блоком, или в оси блока? считать что имеет место скольжение или движение без проскальзыания? Каково направление силы (сил, если их несколько) трения, их точки приложения? Если считать что точка прложения одна, то ответ неверный получается 15Н. Если их две и каждая слева и справа приложены к блоку, тогда ответ 7,5Н, совпадает авторским. |
👍 0 👎 |
Суммарная масса системы "блок + груз (+ невесомая верёвка)"
равна 2 кг + 16,5 кг = 18,5 кг. Если считать, что g = 10 Н/кг, то суммарная сила тяжести, действующая на систему, равна 185 Н. Система движется равномерно, следовательно, сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю. Кроме сил тяжести, внешних сил ещё две: к концу верёвки прилагают вверх силу 100 Н, и в том месте, где верёвка к чему-то привязана, на верёвку действует ещё одна сила, направленная вверх. Стало быть, эта вторая сила равна 85 Н. Теперь сконцентрируем внимание на верёвке: на один конец действует сила 100 Н, на другой конец — сила 85 Н. Как такое может быть, если верёвку считать невесомой? Дело в том, что верёвка взаимодействует ещё с блоком. Мысленно разобьём верёвку на большое количество маленьких кусков. В каждой точке, в которой верёвка соприкасается с блоком, между маленьким куском верёвки и блоком имеется сила взаимодействия (точнее, пара сил: блок действует на верёвку, верёвка — на блок). Этих точек приложения сил не одна и не две, как Вы спрашиваете, а бесконечно много. В каждой точке естественно разложить силы на две составляющие: нормальную (вдоль радиуса блока) и тангенциальную (по касательной к блоку). Если просуммировать модули всех тангенциальных составляющих, то это и естественно считать силой трения. Она равна 100 Н — 85 Н = 15 Н. Можно расписать это подробнее. На каждый i-ый кусок верёвки действуют в тангенциальном направлении сила T_i натяжения верёвки с одной стороны, сила T_(i+1) натяжения верёвки с другой стороны, сила трения Fтр_i. Верёвка невесомая, поэтому сумму всех сил считаем равной нулю: Fтр_i = T_(i+1) — T_i. Если просуммировать такие равенства по всем кускам, то все T_i, кроме первого и последнего, сократятся, и получится, что суммарная сила трения равна 100 Н — 85 Н. Мой ответ: 15 Н. (Замечание. Нормальная составляющая силы, действующей на i-ый кусок верёвки, компенсируется тем, что T_i и T_(i+1) направлены не строго по касательной, а слегка повёрнуты к центру блока.) Ещё несколько комментариев. Каждая из элементарных сил трения будет придавать блоку угловое ускорение. Но в условии сказано, что груз поднимается равномерно. Из этого следует, что будет иметь место проскальзывание между блоком и верёвкой. Если складывать силы трения как векторы, то суммарный вектор будет направлен горизонтально (или почти горизонтально). Для сохранения равновесия вся система должна иметь некоторое отклонение от вертикали. |
👍 0 👎 |
"Каждая из элементарных сил трения будет придавать блоку угловое ускорение.
Но в условии сказано, что груз поднимается равномерно. Из этого следует, что будет иметь место проскальзывание между блоком и верёвкой. " - Вовсе нет. Из этого следует, что кроме силы трения между блоком и веревкой, есть еще сила трения между роликом блока и его осью ;-) . |
👍 0 👎 |
Да. Видимо поэтому и отклонения система испытывать не будет. Теперь все ясно. Спасибо Юрию Анатольевичу и Артуру Ильсявовичу. Да, видимо, задача все же не для 7-го класса ;-) и ответ 7,5 Н Л.А Кирик дает все же неверный.
|
👍 0 👎 |
Измерение с погрешностью
|
👍 +2 👎 |
Задача на тему "Сила тяготения"
|
👍 0 👎 |
Вдоль наклонной плоскости
|
👍 0 👎 |
Физика, нахождение кпд
|
👍 0 👎 |
Скольжение бруска по плоскости от пружины
|
👍 0 👎 |
Элементарное сокращение дробей
|