Вопрос школьника
Бревно массой m медленно поднимают за один из его концов, ставя вертикально, при этом второй конец бревна остаётся неподвижным. Определить зависимость силы давления бревна N, действующую при подъёме и силы трения от угла наклона бревна α к горизонту
Ответ от учителя
При подъеме бревна массой m за один из его концов, ставя вертикально, на него начинает действовать сила тяжести, равная массе бревна, умноженной на ускорение свободного падения g:
Fт = mg
Также на бревно начинает действовать сила реакции опоры, равная силе тяжести и направленная вверх:
Fр = mg
При этом второй конец бревна остается неподвижным, что означает, что на него не действует никаких сил. Следовательно, сумма сил, действующих на бревно, равна нулю:
Fт + Fр = 0
mg + mg = 0
2mg = 0
Отсюда следует, что сила реакции опоры равна силе тяжести и направлена вверх:
Fр = mg
Теперь рассмотрим силы трения. При подъеме бревна на него начинает действовать сила трения, которая направлена вниз и противоположна направлению движения бревна. Величина силы трения зависит от коэффициента трения между поверхностью бревна и опорой, а также от угла наклона бревна к горизонту.
Сила трения можно выразить следующей формулой:
Fтр = μN
где μ — коэффициент трения, N — сила давления бревна на опору.
Сила давления бревна на опору также зависит от угла наклона бревна к горизонту. Чем больше угол наклона, тем больше сила давления.
Следовательно, зависимость силы давления бревна N и силы трения от угла наклона бревна α к горизонту можно выразить следующим образом:
N = mg cos α
Fтр = μmg cos α
Таким образом, с увеличением угла наклона бревна к горизонту увеличивается сила давления на опору и сила трения. Коэффициент трения также влияет на величину силы трения. Чем больше коэффициент трения, тем больше сила трения.
