Ошибка.
Попробуйте повторить позже
К одному концу лёгкой пружины жёсткостью Н/м прикреплён массивный груз, лежащий на горизонтальной плоскости, другой конец пружины закреплён неподвижно (см. рисунок). Коэффициент трения груза по плоскости . Груз смещают по горизонтали, растягивая пружину, затем отпускают с начальной скоростью, равной нулю. Груз движется в одном направлении и затем останавливается в положении, в котором пружина уже сжата. Максимальное растяжение пружины, при котором груз движется таким образом, равно см. Найдите массу груза. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчёта (ИСО) связанную с землей.
2. Тело движется поступательно, его движение можно описывать при помощи второго закона Ньютона, при этом ускорение у тела не постоянно, так как действующие на тело силы меняются с течением времени
3. Для описания движения тела применим закон изменения механической энергии, при этом работа силы нормальной реакции опоры всюда равна нулю, так как она перпендикулярна вектору перемещения.
Решение
Запишем второй закон Ньютона
в проекции на вертикальную ось
В состоянии покоя
При этом сила трения покоя подчиняется неравенству
Сила упругости по закону Гука равна
Запишем закон об изменении полной механической энергии
Или
При этом и конечная и начальная скорости тела равны нулю, значит конечная кинетическая и начальная кинетическая энергия . При этом , значит, .
При этом сила трения скольжения равна
Тогда
Отсюда
Для максимального и
Отсюда
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное обучение
в Школково
Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!