2025-04-15
На горизонтальной плоскости лежат два бруска массой $m_{1}$ и $m_{2}$, соединенные недеформированной пружиной (рис.). Определите, какую наименьшую постоянную силу надо приложить к левому бруску, чтобы сдвинулся и правый, если коэффициент трения грузов о плоскость равен $\mu$?
Решение:
Для того, чтобы сдвинулся второй груз, необходимо, чтобы сила упругости пружины стала равной силе трения скольжения, действующей на второй груз:
$kx = \mu m_{2}g$.
На первый (левый) груз действуют: сила тяги $F$, сила трения $\mu m_{1}g$ и сила упругости пружины $kx$. По теореме о кинетической энергии:
$\frac{m_{1}v^{2}}{2} = Fx - \mu m_{1}gx - \frac{kx^{2}}{2}$.
Сила $F$ будет наименьшей, если скорость первого бруска в момент сдвига второго станет равной нулю. Тогда
$F_{min} = \mu g (m_{1} + \frac{m_{2}}{2})$.