2018-02-10
Доска, на которой лежит брусок, совершает гармонические колебания в горизонтальной плоскости (рис.). Амплитуда колебаний равна $A$, коэффициент трения между доской и брусом $\mu$. Какому условию должна удовлетворять частота колебаний, чтобы брусок не скользил по доске?
Решение:
Если брусок не проскальзывает, то он вместе с доской совершает гармонические колебания. При этом его смещение и ускорение изменяются по законам $x = A \cos \omega t; a = - \omega^{2} A \cos \omega t$. По второму закону Ньютона в горизонтальном направлении $F_{тр} = ma = - m \omega^{2} A \cos \omega t$, где $m$ — масса бруска, а $F_{тр} < \mu mg$ — сила трения покоя. Тогда получаем условие отсутствия скольжения бруска: $\omega = \sqrt{ \frac{ \mu g}{A} }$.