Sarcina 5 este forța minimă pentru deplasarea sarcinii

Două sarcini identice de masă M fiecare, conectate printr-un arc, se află pe un plan orizontal brut în câmpul de gravitație al pământului. Care este forța orizontală minimă care trebuie aplicată la sarcina corectă, astfel încât încărcătura din stânga începe să se miște? Coeficient de frecare a sarcinilor pe planul μ. În starea inițială, arcul nu este deformat.







Pentru a muta corpul 2 de la locul său, este necesar să se aplice o forță orizontală care depășește forța maximă de frecare, care în acest caz este egală cu:

Ca forță care schimbă acest corp, există elasticitatea izvoarelor, al cărui modul, conform legii lui Hooke, este egal cu:

unde k - rigiditatea arcului, δx - elongația sa. Astfel, este necesar să se extindă arcul (adică să se miște corpul 1) cu cantitatea:

Dacă aplicăm la corp o forță constantă F 1, astfel, mișcarea lui nu va fi accelerată în mod uniform, deoarece acesta este acționat, în plus față de forța de frecare constantă FTR = μmg. rezistența elasticității Fyp = kδx. care nu este constantă.







Calitativ, mișcarea corpului 1. cu un corp fix 2. poate fi descrisă după cum urmează. Dacă forța F modulo depășește forța de frecare Fmp1. atunci corpul începe să se miște cu accelerație pozitivă, în timp ce forța elastică începe să crească, la un moment dat Fyper depășește diferența F - Fτp1. iar accelerația își va schimba semnul. Corpul 1 se va mișca o vreme în direcția pozitivă și apoi se va opri.

Deformarea maximă a arcului va fi în momentul în care corpul se oprește. Δx1 maxim de deformare poate fi găsit folosind considerente energetice: activitatea unui număr constant forță F este egal cu schimbarea forței energetice arc plus munca de frecare. Energia cinetică a corpului la momentele inițiale și finale ale mișcării este zero.

Evident, pentru a răspunde la întrebarea prezentată în problemă, trebuie să punem δx1 = δx în (5). definită la punctul (3). În cele din urmă ajungem:

Acordați atenție la două circumstanțe:
  • Forța necesară este egală cu suma forței de frecare care acționează asupra corpului 1. și jumătate (!) A forței de frecare care acționează asupra corpului 2.







    Trimiteți-le prietenilor: