Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 13126
2020-02-11 
Очень легкая катушка ниток с внешним радиусом $R = 4 см$ и внутренним $r = 3 см$ (радиус намотки нити) находится на горизонтальной шероховатой поверхности с коэффициентом трения $\mu = 0,6$. На оси катушки закреплен тонкий тяжелый стержень массой $M = 0,2 кг$. Катушку тянут за горизонтальный кусок намотанной на нее нити силой $F = 1 Н$. Найдите ускорение оси катушки.
Решение:
Максимальное значение силы трения в точке контакта с поверхностью составляет $\mu Mg = 1,2 Н$ (если тянуть катушку в горизонтальном направлении). Легко видеть, что при силе $F = 1 Н$ проскальзывания в нижней точке не будет, но при этом сила трения будет направлена вперед, по ходу движения. В самом деле, если бы трения не было, то ускорение оси катушки (центр масс) было бы направлено вправо и помимо поступательного движения катушка стремительно вращалась бы по часовой стрелке - момент инерции катушки очень мал. В нашем случае проскальзывание точки контакта с поверхностью даст силу трения, также направленную вправо. И значение силы трения получится таким, что вращающие моменты относительно оси катушки будут скомпенсированы: $f_{тр} = \frac{Fr}{R} = 0,75 Н$, что не превышает максимального значения силы трения. Теперь можно найти ускорение оси катушки:
$a = \frac{F + f_{тр} }{M} = \frac{1,75 Н}{0,2 кг} = 8,75 м/с^{2}$.
Очень легкая катушка ниток с внешним радиусом $R = 4 см$ и внутренним $r = 3 см$ (радиус намотки нити) находится на горизонтальной шероховатой поверхности с коэффициентом трения $\mu = 0,6$. На оси катушки закреплен тонкий тяжелый стержень массой $M = 0,2 кг$. Катушку тянут за горизонтальный кусок намотанной на нее нити силой $F = 1 Н$. Найдите ускорение оси катушки.
Решение:
Максимальное значение силы трения в точке контакта с поверхностью составляет $\mu Mg = 1,2 Н$ (если тянуть катушку в горизонтальном направлении). Легко видеть, что при силе $F = 1 Н$ проскальзывания в нижней точке не будет, но при этом сила трения будет направлена вперед, по ходу движения. В самом деле, если бы трения не было, то ускорение оси катушки (центр масс) было бы направлено вправо и помимо поступательного движения катушка стремительно вращалась бы по часовой стрелке - момент инерции катушки очень мал. В нашем случае проскальзывание точки контакта с поверхностью даст силу трения, также направленную вправо. И значение силы трения получится таким, что вращающие моменты относительно оси катушки будут скомпенсированы: $f_{тр} = \frac{Fr}{R} = 0,75 Н$, что не превышает максимального значения силы трения. Теперь можно найти ускорение оси катушки:
$a = \frac{F + f_{тр} }{M} = \frac{1,75 Н}{0,2 кг} = 8,75 м/с^{2}$.
