Вопрос школьника
При длительной работе лошадь развивает постоянную силу 600 Н. Какой максимальный груз она может везти на санях, масса которых 100 кг, если коэффициент трения полозьев о снег равен 0,05? Считать, что оглобли саней параллельны дороге, а дорога горизонтальная.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон Ньютона второго закона динамики, который гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение: F = ma.
В данном случае лошадь развивает постоянную силу 600 Н, следовательно, она может тянуть груз с силой 600 Н. Но чтобы определить максимальный груз, который она может везти на санях, необходимо учесть силу трения.
Сила трения равна произведению коэффициента трения на нормальную силу, которая равна весу саней и груза: Fтр = μN.
Нормальная сила равна силе тяжести, которая равна сумме массы саней и груза, умноженной на ускорение свободного падения: N = (mс + mг)g.
Таким образом, уравнение движения будет иметь вид: F — Fтр = (mс + mг)g.
Подставляя известные значения, получаем: 600 — 0,05(100 + mг)g = (100 + mг)g.
Решая уравнение относительно mг, получаем: mг = (600 — 100g)/(0,05g + g) = 500/1,05 ≈ 476,2 кг.
Таким образом, максимальный груз, который лошадь может везти на санях, составляет около 476,2 кг.
