2018-05-18
Резиновая лодка стоит на якоре на реке. Дно реки ровное, а якорем служит полиэтиленовый мешок, набитый песком. Вес мешка с учетом архимедовой силы равен $P = 60 Н$, коэффициент трения мешка о дно $\mu = 0,2$. Глубина реки $h = 2 м$. Длина веревки, к которой привязан якорь, равна $l = 2 м 83 см$; при меньшей длине якорь начинает скользить по дну. Требуется найти силу сопротивления воды $F_{сопр}$, действующую на лодку.
Решение:
Сила сопротивления $F_{сопр}$ равна силе трения якоря о дно $F_{тр}$. Обозначим $F_{н}$ силу натяжения веревки, $\alpha$ - угол наклона веревки, отсчитываемый от вертикали, направленной вниз. Тогда $F_{сопр} = F_{тp} = \mu (P - F_{н} \cos \alpha)$. Так как $F_{н} = F_{сопр}/ \sin \alpha$, to $F_{сопр} = \frac{ \mu P}{1 + \mu / tg \alpha}$. Вычислив $tg \alpha = \sqrt{(l/h)^{2} - l} \approx 1$, получим $F_{сопр} \approx \frac{P \mu}{1 + \mu} = 10 H$.
Ответ. Сила сопротивления около 10 Н.