2018-02-25
При постепенном увеличении угла наклона плоскости, на которой стоит бочка радиуса $R = 0,5 м$ и высоты $h = 2 м$, возможно ее опрокидывание или скольжение. Определите критическое значение коэффициента трения $\mu$, при котором происходят оба явления одновременно.
Решение:
Разложим силу тяжести на составляющие $m \vec{g}: | \vec{F}_{1}| = mg \sin \alpha$ и $| \vec{F}_{2}| = mg \cos \alpha$. При равномерном скольжении коэффициент трения
$\mu = \frac{F_{тр}}{N} = \frac{mg \sin \alpha}{mg \cos \alpha} = tg \alpha$.
Опрокидывание происходит, если вектор $m \vec{g}$ не пересекает основания цилиндра. Запишем правило моментов, приняв точку А за ось вращения: $F_{1} h/2 = F_{2}R$ или $mg \sin \alpha h/2 = mg \cos \alpha R$, откуда $tg \alpha = 2R/h$, следовательно $\mu = 2R/h$.