2020-02-08
В системе, показанной на рисунке, силы трения отсутствуют. При каком значении силы $F$ клин и тележка могут двигаться вместе, без проскальзывания? Угол при основании клина $\alpha$.
Решение:
Клин и тележка могут двигаться вместе (без проскальзывания) только в том случае, когда их ускорения одинаковы, т.е. направлены горизонтально и равны
$a = \frac{F}{M + m}$.
Теперь можно записать уравнения движения тележки по горизонтали и вертикали:
$F \cos \alpha - N \sin \alpha = ma = \frac{mF}{M + m}$,
$F \sin \alpha + N \cos \alpha - mg = 0$.
Отсюда легко найти выражение для необходимой силы:
$F = \frac{mg \sin \alpha}{1 - \frac{m \cos \alpha}{M + m} }$.