Задание 28. Однородный тонкий стержень массой m = 1 кг одним концом шарнирно прикреплён к потолку, а другим концом опирается на массивную горизонтальную доску, образуя с ней угол а = 30°. Под действием горизонтальной силы F доска движется поступательно влево с постоянной скоростью (см. рисунок). Стержень при этом неподвижен. Найдите коэффициент трения стержня по доске µ, если F = 1 Н. Трением доски по опоре и трением в шарнире пренебречь.
Решение.
В инерциальной системе отсчёта Оху, связанной с Землёй, доска движется поступательно с постоянной скоростью. Поэтому сумма проекций на ось Ох всех сил, приложенных к доске, равна нулю (рис. а): .
На рис. б показаны все силы, приложенные к стержню. Силы реакции шарнира и доски представлены горизонтальными и вертикальными составляющими: и соответственно. По третьему закону Ньютона , поэтому . (1)
По условию задачи стержень покоится, поэтому сумма моментов сил относительно оси шарнира А равна нулю. Обозначив длину стержня через L, запишем это условие:
.
Доска движется относительно стержня, поэтому сила трения является силой трения скольжения: . (3)
Из (1) и (3) следует, что . Поэтому уравнение (2) приводится к виду
,
откуда
Ответ: 0,23.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: