Edits to “Условие”, “Решение”, “Ответ”

astrosander edited
revision #11992 parent #11016 ← older newer →
@@ -1,15 +1,57 @@
### Условие:
$2.3.6.$ Однородный брусок, скользящий по гладкой горизонтальной поверхности, попадает на шероховатый участок этой поверхности ширины $L$, коэффициент трения о который $\mu$. При какой начальной скорости он преодолеет этот участок?
−![|503x269, 67%](../../img/2.3.6/statement.png)
+![К задаче $2.3.6$|611x250, 40%](../../img/2.3.6/2.3.6.png)
### Решение:
−![|779x527, 67%](../../img/2.3.6/2.3.6.jpg)
+![|779x527, 50%](../../img/2.3.6/2.3.6.jpg)
−На брусок действует постоянная сила трения скольжение $\vec{F}_{тр}$: $\vec{F}_{тр}=\mu\vec{N}$ $\vec{F}_{тр}=\mu m\vec{g}$ Из закона сохранения механической энергии: $F_{тр} x = \frac{mv_0^2}{2}-\frac{mv^2}{2}$ $\mu m g x = \frac{mv_0^2}{2}-\frac{mv^2}{2}$ $\mu g x = \frac{v_0^2}{2}-\frac{v^2}{2}$ $v = \sqrt{v_0^2-2\mu g x}$ Где $v_0$ – начальная скорость Тело остановится если $v=0$: $\sqrt{v_0^2-2\mu g x} = 0$ $v_0^2=2\mu g x$ Т.е. тело остановится на расстоянии $x$: $x=\frac{v_0^2}{2\mu g }$ Условие прохождение полосы: $x\geq L$ $\frac{v_0^2}{2\mu g } \geq L$ $ v_0 \geq \sqrt{2\mu gL}$
+На брусок действует постоянная сила трения скольжение $\vec{F}_{тр}$, которую найдём из закона Амантона-Ньютона
−### Ответ: $ v \geq \sqrt{2\mu gL}$
+$$\vec{F}_{тр}=\mu\vec{N} \quad (1)$$
+
+$$\vec{F}_{тр}=\mu m\vec{g} \quad (2)$$
+
+Из закона сохранения механической энергии:
+
+$$F_{тр} x = \frac{mv_0^2}{2}-\frac{mv^2}{2} \quad (3)$$
+
+Подставление значение для силы трения $ F_{тр} $ из $(2)$
+
+$$\mu m g x = \frac{mv_0^2}{2}-\frac{mv^2}{2} \quad (4)$$
+
+Сокращяем на массу бруска $m$
+
+$$\mu g x = \frac{v_0^2}{2}-\frac{v^2}{2} \quad (5)$$
+
+Выражаем скорость бруска
+
+$$v = \sqrt{v_0^2-2\mu g x} \quad (6)$$
+
+Где $v_0$ – начальная скорость бруска
+
+Брусок остановится если $v=0$:
+
+$$\sqrt{v_0^2-2\mu g x} = 0 \quad (7)$$
+
+Из области определения функции
+
+$$v_0^2-2\mu g x \geq 0\Rightarrow \boxed{v_0\geq\sqrt{2\mu g x}}$$
+
+Решая уравнение $(7)$, получаем
+
+$$v_0^2=2\mu g x \quad (8)$$
+
+Т.е. тело остановится на расстоянии $x$:
+
+$$x=\frac{v_0^2}{2\mu g } \quad (9)$$
+
+Условия прохождение полосы:
+
+$$x\geq L;\quad \frac{v_0^2}{2\mu g } \geq L;\quad v_0 \geq \sqrt{2\mu gL} $$
+
+#### Ответ: $ v \geq \sqrt{2\mu gL}$