2018-11-04
Шар массы $m = i00 г$ привязан нитью к штативу массы $M = 400 г$ и вращается вокруг вертикальной оси так, что нить образует угол $60^{ \circ}$ с вертикалью. При каком наименьшем коэффициенте трения между столом и штативом, штатив останется в равновесии?
Решение:
Ускорение шара горизонтально и вызывается горизонтальной составляющей натяжения нити $T_{x}$. Раз сумма сил по вертикали ноль, то вертикальная составляющая натяжения нити $T_{y} = mg$. Поскольку натяжение направлено вдоль нити, то $T_{x} = mg tg 60^{ \circ} = mg \sqrt{3}$. Сила нормального давления со стороны стола на штатив $N = Mg + T_{y} = (M + m)g$. Горизонтальная сила со стороны нити на штатив уравновешивается силой трения и $T_{x} = \mu N$ в граничном случае. Отсюда $\mu = \frac{m \sqrt{3}}{M + m} = \frac{ \sqrt{3}}{5} = 0,342$.