Определите результирующую силу. ​

Рассмотрим два участка движения тела. Участок 1 - наклонный. Участок 2 - горизонтальный. На участке 1 выберем направление оси х вдоль наклонной поверхности вниз, оси у - перпендикулярно наклонной поверхности вверх. На тело действуют три силы: вес (направлена вертикально вниз, раскладывается на две составляющие по осям х - в полож.направлении и у-в отриц.направлении), норм.реакция опоры (направлена перпендикулярно к накл.поверхности вверх, т.е. в полож.направлении оси у), трения (направлена в отриц.направлении по оси х). Проекция веса тела на ось у полностью уравновешена реакцией опоры, т.е. ускорение вдоль у равно 0. Тогда N=m*g*cos(alfa). ВДоль оси х 2-закон Ньютона выглядит так: m*g*sin(alfa)-μ*N=m*a. Учитывая выражение для реакции опоры, получим: m*g*sin(alfa)-μ*m*g*cos(alfa)=m*a. Сократим на m: g*sin(alfa)-μ*g*cos(alfa)=a. Исходим из того, что тело начало движение из состояние покоя. Тогда скорость в конце наклонного участка 1: V=a*t. Время движения: t=SQRT(2*l/a). L-длина наклонного участка: L=h/sin(alfe). Подставив все это в выражение для скорости , получим: V=SQRT(2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa)). Это скорость в конце участка 1, она же есть начальная скорость на участке 2 (горизонтальном).

На участке 2 тело движется под действием тех же трех сил, только теперь осб х - горизонтальная, у - вертикальная. Таким образом, вес направлен вертикально вниз и его х-составляющая равна 0. По 2 закону нюьтона, учитвая, что вес полностью уравновешен силой реакции опоры, получим: Fтр=μ*N=μ*m*g=m*a2, где a2-ускорение (замедление) на участке 2. Отсюда :а2=μ*g. Движение на этом участке равнозамедленное. Начальная скорость известна, конечная - равна 0: 0=V-a2*t, отсюда: t=V/a2=V/(μ*g). Это время, пройденное телом до остановка на участке 2. Расстояние в случае равнозамедленного движения:L2=V*t-a2*t*t/2=V*V/(μ*g)-μ*g*(V/(μ*g)*(V/(μ*g)/2. Упростив выражение получим: L2=V*V/(2*μ*g). Подставим найденное для участка 1 выражение конечной скорости V: L2=2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(2*μ*g)=L*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/μ=h*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(μ*sin(alfa)). В конечном преобразовании использовано выражение для длины наклонного пути, полученное при рассмотрении участка 1.

ответ: 41 м

Объяснение:

Дано:

h = 5 м

α = 30°

μ = 0,1

s - ?

Согласно ЗСЭ при движении санок по наклонной плоскости

mgh = ( mv² )/2 + Aтр.1

Где Aтр.1 - работа сил трения на наклонной плоскости

v - скорость тела у "подножия" наклонной плоскости

Поэтому

Атр.1 = Fтр.1L

Где L - длина наклонной плоскости

Атр.1 = μN1L

Т.к. N1 = mgcosα ( Докажите самостоятельно )

Тогда

Атр.1 = μmgcosαL

Возвращаюсь к начальному уравнению

Получим что

mgh = ( mv² )/2 + μmgcosαL (1)

Теперь перейдем к движению тела на горизонтальной плоскости

Согласно ЗСЭ

( mv² )/2 = Aтр.

( mv² )/2 = Fтр.s

Где Fтр. - сила трения на горизонтальном участке движения

Соответственно Fтр. = μmg ( Докажите самостоятельно )

Тогда

( mv² )/2 = μmgs

Подставим данное выражение в уравнение (1)

mgh = μmgs + μmgcosαL

Упростим

h = μ( s + cosαL )

sinα = h/L

Отсюда

L = h/sinα

Тогда

h = μ( s + ( hcosα )/sinα )

h = μ( s + hctgα )

s + hctgα = h/μ

s = h/μ - hctgα

s = h( 1/μ - ctgα )

s = 5( 1/0,1 - 1,73 ) ≈ 41 м