2017-04-16
Монета скользит по наклонной плоскости с углом наклона к горизонту $\alpha$ и имеет в точке С скорость $v_{0}$ (рис.). Через некоторое время монета оказалась в точке D наклонной плоскости, пройдя путь $S$ и поднявшись по вертикали на высоту $H$. Коэффициент трения скольжения между монетой и наклонной плоскостью $\mu$. Найти скорость монеты в точке D.
Решение:
Рассмотрим силы, действующие на монету при ее движении по наклонной плоскости. Это — сила $m \vec{g}$, направленная вертикально вниз, $\vec{N}$ — сила реакции, перпендикулярная наклонной плоскости и $\vec{F}_{тр}$ — сила трения, лежащая на этой плоскости и в любой момент времени направленная в сторону, противоположную скорости движения монеты $\vec{v}$. Сила реакции
$N = mg \cos \alpha$
и работы не совершает. Запишем закон сохранения энергии
$\frac{mv^{2}}{2} - \frac{mv_{0}^{2}}{2} = - mgH - \mu mg \cos \alpha \cdot S$.
Здесь $A = \mu mg \cos \alpha \cdot S$ — работа против силы трения. Отсюда
$v = \sqrt{v_{0}^{2} - 2g(H + \mu S \cos \alpha)}$.