Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11684
2019-11-24 
Человек, чтобы не поскользнуться на обледенелой горке, сбегает с нее. Почему зто целесообразно?
Решение:
На человека на горке действуют две силы: сила тяжести $\vec{F}_{т} = m \vec{g}$ и сила $\vec{F}_{тр}$, равная сумме силы трения $\vec{F}_{тр}$ и силы $\vec{N}$ - нормальной реакции горки (рис. а).
Так как момент силы тяжести относительно центра масс человека равен нулю, то человек будет сохранять равновесие и не «переворачиваться» только в том случае, если сила $\vec{F}_{р}$ проходит через его центр масс.
Если трение подошв обуви о горку велико и человек стоит на горке, то сумма сил, действующих на человека, равна нулю. То есть сила $\vec{F}_{р}$ направлена вертикально и равна силе тяжести.
Иное дело, если тррние мало. Разберем вначале предельный случай: $\vec{F}_{тр} = 0$. Тогда человек не будет падать, если он перпендикулярен к горке (рис. б). Только в этом случае сила $\vec{N}$ реакции горки проходит через центр масс человека. Но равнодействующая $\vec{R}$ сил $\vec{N}$ и $m \vec{g}$ при этом будет равна нулю. Она направлена параллельно наклонной плоскости и равна $mg \sin \alpha$. Поэтому человек должен спускаться с ускорением $a = g \sin \alpha$.
Если трение мало, но не равно нулю, го ускорение человека должно быть меньше. Записав II закон Ньютона, мы найдем что оно равно
$a = g \sin \alpha - \frac{F_{тр} }{m}$.
Итак, человек может сохранять равновесие, если он бежит с ускорением $a = g \sin \alpha - \frac{F_{тр}}{m}$, составляя с горкой некоторый угол, определяемый величиной силы трения. По существу, при этом человек так же, как, впрочем, и при обычной ходьбе, падает на вынесенную вперед ногу (рис. в). Равновесие сохраняется как бы «в среднем» за время, много большее времени одного шага.
Человек, чтобы не поскользнуться на обледенелой горке, сбегает с нее. Почему зто целесообразно?
Решение:
На человека на горке действуют две силы: сила тяжести $\vec{F}_{т} = m \vec{g}$ и сила $\vec{F}_{тр}$, равная сумме силы трения $\vec{F}_{тр}$ и силы $\vec{N}$ - нормальной реакции горки (рис. а).
Так как момент силы тяжести относительно центра масс человека равен нулю, то человек будет сохранять равновесие и не «переворачиваться» только в том случае, если сила $\vec{F}_{р}$ проходит через его центр масс.
Если трение подошв обуви о горку велико и человек стоит на горке, то сумма сил, действующих на человека, равна нулю. То есть сила $\vec{F}_{р}$ направлена вертикально и равна силе тяжести.
Иное дело, если тррние мало. Разберем вначале предельный случай: $\vec{F}_{тр} = 0$. Тогда человек не будет падать, если он перпендикулярен к горке (рис. б). Только в этом случае сила $\vec{N}$ реакции горки проходит через центр масс человека. Но равнодействующая $\vec{R}$ сил $\vec{N}$ и $m \vec{g}$ при этом будет равна нулю. Она направлена параллельно наклонной плоскости и равна $mg \sin \alpha$. Поэтому человек должен спускаться с ускорением $a = g \sin \alpha$.
Если трение мало, но не равно нулю, го ускорение человека должно быть меньше. Записав II закон Ньютона, мы найдем что оно равно
$a = g \sin \alpha - \frac{F_{тр} }{m}$.
Итак, человек может сохранять равновесие, если он бежит с ускорением $a = g \sin \alpha - \frac{F_{тр}}{m}$, составляя с горкой некоторый угол, определяемый величиной силы трения. По существу, при этом человек так же, как, впрочем, и при обычной ходьбе, падает на вынесенную вперед ногу (рис. в). Равновесие сохраняется как бы «в среднем» за время, много большее времени одного шага.
