2017-07-22
Ящик весом $P$ имеющий форму куба с длиной ребра $a$, перемещают равномерно по горизонтальной поверхности. Найти отношение работ: при. перемещении ящика волоком и кантованием (путем опрокидывания через ребро). Коэффициент трения при движении ящика волоком $\mu$.
Решение:
Работа при перемещении ящика волоком $A_{в}$ на расстояние $a$ равна $A_{в} = \mu Pa$.
При кантовании ящика меняется положение его центра тяжести относительно Земли. Минимальная работа $A_{к}$, которую нужно совершить для однократного кантования ящика, т.е. перемещение его на то же самое расстояние $a$, равна разности потенциальных энергий ящика, когда он опирается на ребро, а его центр тяжести находится на вертикали, проходящей через это ребро, т.е. на диагон&чи сечения(см.рисунок)
$W_{п}^{p} = P \frac{a}{2} \sqrt{2}$
и потенциальной энергии ящика, опирающегося на грань
$W_{п}^{г} = P \frac{a}{2}$,
т.е. $A_{к} = W_{п}^{p} - W_{п}^{г} = P \frac{a}{2} ( \sqrt{2} - 1)$. Следовательно, $\frac{A_{в}}{A_{к}} = \frac{2 \mu}{ \sqrt{2} - 1}$.