Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 2851
2017-04-16 
Легкая подвижная часть станка (каретка) скользит без трения по горизонтальной станине с постоянной скоростью. Для её торможения предусмотрена тяжелая пластина массой 1 кг, опускающаяся на специальную горизонтально расположенную тормозящую поверхность под углом $\alpha = 60^{ \circ}$ (рис.). Коэффициент трения скольжения пластины по тормозящей поверхности равен 0,55. Определите силу трения между пластиной и тормозящей поверхностью, возникающую при движении каретки вправо и влево.
Решение:
Силы, действующие на пластину-тормоз, изображены на рис.
Заметим, что, вообще говоря, движение пластины (и каретки) ускоренное. Однако пластина не вращается, поэтому для решения задачи достаточно записать условие равенства нулю суммарного момента внешних сил,
-действующих на пластину, например, относительно точки крепления пластины к каретке $mg \frac{L}{2} \cos \alpha = \pm N^{ \prime} L \sin \alpha + N^{ \prime} L \cos \alpha$ (*). Здесь знак "+" соответствует движению каретки вправо, а "-" - влево. Из этого уравнения находим $F_{тр} = \mu N = F = \frac{ \mu mg}{2(1 + \pm \mu tg \alpha)}$ (**). Подставляя числовые данные, получаем при движении вправо 1,4 Н, при движении влево 58 Н.
Ответ: при движении вправо 1, 4 Н, влево - 58 Н.
Комментарий: видно, что при немного большем угле $\alpha$ знаменатель (**) обратится в ноль, т.е. сила трения станет бесконечно большой. Этот эффект известен как заклинивание, при этом движение в соответствующем направлении становится невозможным.
Легкая подвижная часть станка (каретка) скользит без трения по горизонтальной станине с постоянной скоростью. Для её торможения предусмотрена тяжелая пластина массой 1 кг, опускающаяся на специальную горизонтально расположенную тормозящую поверхность под углом $\alpha = 60^{ \circ}$ (рис.). Коэффициент трения скольжения пластины по тормозящей поверхности равен 0,55. Определите силу трения между пластиной и тормозящей поверхностью, возникающую при движении каретки вправо и влево.
Решение:
Силы, действующие на пластину-тормоз, изображены на рис.
Заметим, что, вообще говоря, движение пластины (и каретки) ускоренное. Однако пластина не вращается, поэтому для решения задачи достаточно записать условие равенства нулю суммарного момента внешних сил,
-действующих на пластину, например, относительно точки крепления пластины к каретке $mg \frac{L}{2} \cos \alpha = \pm N^{ \prime} L \sin \alpha + N^{ \prime} L \cos \alpha$ (*). Здесь знак "+" соответствует движению каретки вправо, а "-" - влево. Из этого уравнения находим $F_{тр} = \mu N = F = \frac{ \mu mg}{2(1 + \pm \mu tg \alpha)}$ (**). Подставляя числовые данные, получаем при движении вправо 1,4 Н, при движении влево 58 Н.
Ответ: при движении вправо 1, 4 Н, влево - 58 Н.
Комментарий: видно, что при немного большем угле $\alpha$ знаменатель (**) обратится в ноль, т.е. сила трения станет бесконечно большой. Этот эффект известен как заклинивание, при этом движение в соответствующем направлении становится невозможным.
