2017-12-17
Найти мощность сил трения, приложенных к телу, скользящему по вершине сферической горки радиуса $R = 1,2 м$ со скоростью $v = 2,5 м/с$. Масса тела $m = 60 кг$, коэффициент трения $k = 0,2$.
Решение:
На тело действуют (рис.): сила тяжести $m \vec{g}$, нормальная реакция $\vec{N}$, сила трения $\vec{F}_{тр}$, причем $F_{тр} = kN$. Уравнение второго закона Ньютона в проекции на направление к центру горки:
$m a_{цс} = mg - N$.
Отсюда
$N = m (g - a_{цс}) = m \left ( g - \frac{v^{2}}{R} \right )$,
и мощность силы трения
$P = F_{тр} v \cos 180^{ \circ} = - kmv \left ( g - \frac{v^{2}}{R} \right ) = - 144 Вт$.