Естественные науки

Помогите решить задачу!физика

Брусок массой m прижат к вертикальной стене силой F(вектор), направленной под углом альфа к вертикали. Коэффициент трения между бруском и стеной равен "мю". При какой величине силы F(вектор) брусок будет двигаться по стене вертикально вверх с постоянной скоростью? P.S.: если можно, объясните решение.
На самом деле, проекция силы F на вертикаль должна быть равна СУММЕ силы трения и силы тяжести.

Сила, действующая по направлению вверх, равна

F_up = F * cos a

Сила давления на стенку равна

F_pressure = F * sin a

Соответственно, сила трения скольжения равна

F_friction = мю * F_pressure = мю * F * sin a

При скольжении тела вверх эта сила направлена вниз, как и сила тяжести, так что общая сила, направленная вниз, при скольжении вверх равна:

F_down = mg + F_friction = mg + мю * F * sin a

Чтобы движение вверх было возможно, должно выполняться условие

F_up >= F_down

Если F_up > F_down, то брусок будет двигаться вверх с ускорением. Движение с постоянной скоростью возможно только при условии

F_up = F_down

то есть

F * cos a = mg + мю * F * sin a

Отсюда можно выразить F:

F = mg / (cos a - мю * sin a)

Теперь этот результат еще надо проанализировать. Глядя на знаменатель, мы приходим к выводу, что подобрать подходящую силу можно только при условии

cos a > мю * sin a,

то есть если угол а не слишком большой. Качественно, это понятно: если угол а велик, то сила F не столько толкает тело вверх, сколько прижимает к стенке, увеличивая силу трения.
Галина Савина
Галина Савина
43 607
Лучший ответ
Проекция силы на вертикаль должна быть больше силы трения. Доступно? если нет, в личку пиши, разжуем поподробнее
Юрий Паринов
Юрий Паринов
7 296