2018-02-25
Проволока, когда ее начинают резать ножницами, выскальзывает к их концам и только тогда, когда угол раствора ножниц по мере движения проволоки уменьшится до значения $\alpha_{0}$, ножницы надрезают проволоку. Почему это происходит? Определите коэффициент трения проволоки о лезвие ножниц. Силой тяжести пренебречь. Проволока не закреплена.
Решение:
Человек действует на ножницы с некоторыми силами $\vec{F}_{1}$ и $\vec{F}_{2}$ ($F_{1} =| \vec{F}_{1} | = | \vec{F}_{2} | = F_{2}$). При этом на каждую из половин ножниц действует момент сил $MF_{1,2} = F_{1,2}L$, где $L$ - расстояния 13 или 23.
Т.к. ножницы находятся в равновесии, эти моменты равны моментам сил давления на проволоку $MN_{1,2} = N_{1,2}l$, где $l$ - расстояния 34 или 35.
Если $MN_{1,2} = const$, то увеличение $l$ приводит к уменьшению сил давления $N_{1,2} = N$. Значит, проволока выскальзывает, так как проекции сил трения $F_{T1,2} = \nu N_{1,2} = \mu N$ на ось $x$ не компенсируют проекций сил давления на ось $x$. В условиях равновесия
$\vec{F}_{T1,2} = N_{1,2} \Rightarrow (На ось х ) \Rightarrow N \sin \frac{ \alpha_{0} }{2} - F_{T} \cos \frac{ \alpha_{0} }{2} = 0 \Rightarrow N \sin \frac{ \alpha_{0} }{2} - \nu N \cos \frac{ \alpha_{0} }{2} = 0 \Rightarrow \mu = tg \frac{ \alpha_{0} }{2}$.