Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14316
2020-10-19 
На наклонной плоскости, образующей угол $\alpha$ с горизонтом, находится бак с водой массой $M$. С какой силой, параллельно наклонной плоскости, надо двигать бак, чтобы поверхность в нем была параллельной наклонной плоскости? Коэффициент трения между дном бака и наклонной плоскостью равен $k$.
Решение:
Известно, что поверхность жидкости перпендикулярна ускорению свободного падения (напряженности гравитационного поля) поля тяготения в состоянии равновесия.
Пусть в сосуде приложили силу $F$ (как показано на рис.). Она будет двигаться с ускорением $a_{0}$ вниз по наклонной плоскости. По условию задачи поверхность жидкости параллельна плоскости.
Перейдем в неинерциальной системе отсчета, движущейся вниз с ускорением $a_{0}$. В этой системе отсчета сосуд будет находиться в состоянии равновесия, а поверхность жидкости станет перпендикулярной к новому ускорению свободного падения $\vec{g}_{1} = \vec{g} + (- \vec{a}_{0} )$. Это следует из принципа эквивалентности, согласно которому гравитационное поле ($a_{0}$) в локальном участке пространства эквивалентно "полю сил инерции". То есть, действие сил инерции заменим дополнительным гравитационным полем с ускорением $a_{0}$, равный и противоположный по направлению ускорению $a_{0}$, с которым движется неинерциальной системе отсчета. Тогда из рис.:
$a_{0} = g \sin \alpha$,
то есть, чтобы поверхность жидкости была параллельна наклонной плоскости, сосуд должен двигаться с ускорением $a = a_{0} = g \sin \alpha$.
Опишем движение сосуда относительно поверхности (рис.). Применим второй закон Ньютона в проекциях на оси
$OX: ma_{0} = mg \sin \alpha = F + mg \sin \alpha - F_{тр}$,
$OY: N - mg \sin \alpha = 0$.
Тогда, $N = mg \cos \alpha, F_{тр} = \mu N = \mu mg \cos \alpha, F = F_{тр} = \mu mg \cos \alpha$.
На наклонной плоскости, образующей угол $\alpha$ с горизонтом, находится бак с водой массой $M$. С какой силой, параллельно наклонной плоскости, надо двигать бак, чтобы поверхность в нем была параллельной наклонной плоскости? Коэффициент трения между дном бака и наклонной плоскостью равен $k$.
Решение:
Известно, что поверхность жидкости перпендикулярна ускорению свободного падения (напряженности гравитационного поля) поля тяготения в состоянии равновесия.
Пусть в сосуде приложили силу $F$ (как показано на рис.). Она будет двигаться с ускорением $a_{0}$ вниз по наклонной плоскости. По условию задачи поверхность жидкости параллельна плоскости.
Перейдем в неинерциальной системе отсчета, движущейся вниз с ускорением $a_{0}$. В этой системе отсчета сосуд будет находиться в состоянии равновесия, а поверхность жидкости станет перпендикулярной к новому ускорению свободного падения $\vec{g}_{1} = \vec{g} + (- \vec{a}_{0} )$. Это следует из принципа эквивалентности, согласно которому гравитационное поле ($a_{0}$) в локальном участке пространства эквивалентно "полю сил инерции". То есть, действие сил инерции заменим дополнительным гравитационным полем с ускорением $a_{0}$, равный и противоположный по направлению ускорению $a_{0}$, с которым движется неинерциальной системе отсчета. Тогда из рис.:
$a_{0} = g \sin \alpha$,
то есть, чтобы поверхность жидкости была параллельна наклонной плоскости, сосуд должен двигаться с ускорением $a = a_{0} = g \sin \alpha$.
Опишем движение сосуда относительно поверхности (рис.). Применим второй закон Ньютона в проекциях на оси
$OX: ma_{0} = mg \sin \alpha = F + mg \sin \alpha - F_{тр}$,
$OY: N - mg \sin \alpha = 0$.
Тогда, $N = mg \cos \alpha, F_{тр} = \mu N = \mu mg \cos \alpha, F = F_{тр} = \mu mg \cos \alpha$.
