ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон, Позойский, 2013
ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон, Позойский, 2013
Авторы: , .
Издательство: "Дрофа"
Раздел:

ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон. Движение тела под действием сил разной природы. Номер №1678

Тело массой 1 т поднимают по настилу с углом наклона 30° силой 7 кН. Коэффициент трения равен 0,1. Определите ускорение движения тела.

Решение
reshalka.com

ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон. Движение тела под действием сил разной природы. Номер №1678

Решение

Дано:
m = 1 т;
α = 30°;
F = 7 кН;
g ≈ 10 Н/кг;
μ = 0,1.
Найти:
a − ?
СИ:
m = 1000 кг;
F = 7 000 Н.
Решение:
Решение рисунок 1
Изобразим все силы, действующие на тело: сила тяжести $\overset{→}{mg}$, сила реакции опоры $\overset{→}{N}$, сила трения $\overset{→}{F_{тр}}$, сила тяги $\overset{→}{F}$.
Запишем второй закон Ньютона в векторной форме:
$\overset{→}{mа} = \overset{→}{mg} + \overset{→}{N} + \overset{→}{F_{тр}} + \overset{→}{F}$;
Выберем Ось X параллельно и ось Y перпендикулярно наклонной плоскости. Спроецируем уравнение на координатные оси:
ось X: $ma = F - F_{тр} + mgsinα $;
ось Y: 0 = N − mgcosα;
Найдем силу реакции опоры N;
N = mgcosα;
Найдем ускорение тела:
$ma = F - F_{тр} + mgsinα = F - μN + mgsinα= F- μ * mgcosα + mgsinα = F - mg * (μcosα + sinα)$;
$a = \frac{F - mg * (μcosα + sinα)}{m}$;
$a = \frac{7000 - 1000 * 10 (0,1 * cos30 + sin30)}{1000} = 1,1м/с^{2}$.
Ответ: 1,1 $м/с^{2}$.

Теория по заданию

Для решения задачи необходимо применить законы динамики, которые включают второй закон Ньютона и анализ сил, действующих на тело. Рассмотрим теоретическую часть поэтапно:

  1. Силы, действующие на тело на наклонной плоскости
    Тело движется по наклонной плоскости под действием нескольких сил:

    • Сила тяжести $ F_{\text{тяж}} = mg $, направленная вертикально вниз.
    • Сила нормальной реакции $ N $, которая перпендикулярна поверхности плоскости.
    • Сила трения $ F_{\text{тр}} = \mu N $, которая препятствует движению тела вдоль поверхности.
    • Сила $ F_{\text{движ}} $, приложенная вдоль настила, которая обеспечивает движение тела.
  2. Разложение силы тяжести на компоненты
    Сила тяжести $ F_{\text{тяж}} = mg $ имеет две составляющие:

    • Составляющая, направленная перпендикулярно поверхности плоскости: $ F_{\text{тяж, \ перпен}} = mg \cos \alpha $. Это та сила, которая "давит" на плоскость и вызывает появление нормальной реакции.
    • Составляющая, направленная вдоль поверхности плоскости: $ F_{\text{тяж, \ паралл}} = mg \sin \alpha $. Это та сила, которая "тянет" тело вниз вдоль плоскости.
  3. Сила нормальной реакции
    Сила нормальной реакции $ N $ равна компоненте силы тяжести, которая действует перпендикулярно плоскости:
    $$ N = F_{\text{тяж, \ перпен}} = mg \cos \alpha $$

  4. Сила трения
    Сила трения рассчитывается по формуле:
    $$ F_{\text{тр}} = \mu N $$
    Подставляя $ N = mg \cos \alpha $, получаем:
    $$ F_{\text{тр}} = \mu mg \cos \alpha $$
    Эта сила препятствует движению тела вдоль поверхности плоскости.

  5. Уравнение второго закона Ньютона
    Второй закон Ньютона в проекции на наклонную плоскость:
    $$ F_{\text{движ}} - F_{\text{тяж, \ паралл}} - F_{\text{тр}} = ma $$
    Здесь:

    • $ F_{\text{движ}} $ — приложенная сила, которая способствует движению тела.
    • $ F_{\text{тяж, \ паралл}} = mg \sin \alpha $ — составляющая силы тяжести вдоль плоскости, "тянущая" тело вниз.
    • $ F_{\text{тр}} = \mu mg \cos \alpha $ — сила трения, препятствующая движению.
    • $ a $ — ускорение тела вдоль плоскости.
  6. Подстановка значений и решение
    Чтобы найти ускорение $ a $, необходимо подставить все известные значения в уравнение второго закона Ньютона и выразить $ a $:
    $$ a = \frac{F_{\text{движ}} - F_{\text{тяж, \ паралл}} - F_{\text{тр}}}{m} $$

На этом этапе необходимо подставить числовые значения массы тела, силы $ F_{\text{движ}} $, коэффициента трения $ \mu $, угла наклона $ \alpha $, и ускорения свободного падения $ g $ для получения результата. Но согласно вашему запросу, решение задачи не проводится.

Пожауйста, оцените решение