Физика. Задача повышенного уровня. По наклонной плоскости с углом у основания 30° под действием силы 100 Н, направленной вдоль плоскости, движется вверх брусок массой 5 кг. Можно ли, действуя на брусок той же по абсолютной величине силой, изменить ускорение тела в два раза? Коэффициент трения между поверхностями бруска и наклонной плоскости 0,01.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся вторым законом Ньютона для движения вдоль наклонной плоскости:

ΣF = m*a

Где ΣF - сила, действующая на тело, m - масса тела, a - ускорение тела.

Сначала найдем ускорение тела при действии силы 100 Н. Проекция этой силы на нормальную ось составляет F*sin(30°), где F - абсолютная величина силы. Поэтому уравнение второго закона Ньютона примет вид:

100sin(30°) - mgsin(30°) - f = ma

Где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, f - сила трения, a - ускорение тела.

Подставляя известные величины, получаем:

1000.5 - 59.810.5 - 0.0159.81 = 5a

a = (50 - 24.525 - 0.04905) / 5 ≈ 5.65 м/c²

Теперь найдем ускорение тела при действии силы 200 Н. Аналогичным образом получаем:

2000.5 - 59.810.5 - 0.0159.81 = 5a'

a' = (100 - 24.525 - 0.04905) / 5 ≈ 15.49 м/c²

Следовательно, ускорение тела в два раза изменить нельзя, так как при повышении силы вдвое, ускорение также увеличится не вдвое.