<script type="text/x-mathjax-config"> MathJax.Hub.Config({
extensions: ['tex2jax.js'],
jax: ['input/TeX','output/HTML-CSS'],
tex2jax: {
inlineMath: [ ['$','$'], ['\\\(','\\\)'] ],
processEscapes: true,
processClass: 'tex2jax',
ignoreClass: 'html'
},
showProcessingMessages: false,
messageStyle: 'none'
});
</script>
Решение задач из Савченко О.Я.
<div id="1" class="row odd">
<div class="col col-lg-12">
<h3> Условие: </h3>
<div class="task">
<p> \\(2.1.22.\\) Через какое время скорость тела, которому сообщили вверх по наклонной плоскости скорость $v$, снова будет равна $v$? Коэффициент трения $µ$, угол
между плоскостью и горизонтом
<hr>
<h3> Решение: </h3>
<center>
<div class="StatementDiv"><img class="Statement" src="sol.jpg"></div></center>
<div class="solutions">
<p class="TxtSolutions"> Тело на наклонной плоскости находится под действием трёх сил: силы тяжести $\vec{F}_{1} = m \vec{g}$, силы трения $\vec{F}_{2} = - \mu mg$ и нормальной реакции связи $\vec{N}$, однако, при дальнейшем рассмотрении движения нормальную реакцию можно не рассматривать, т.к. её проекция на горизонтальную ось, вдоль которой движется тело, равна нулю. <br><br>
Уравнение второго закона Ньютона в проекции на ось ОХ при движении тела вверх в векторной форме запишется следующим образом <br><br>
<center>$\vec{F}_{1} + \vec{F}_{2} = m \vec{a}$ <br><br>
</center>
Определим проекции действующих сил на ось ОХ и запишем уравнение второго закона Ньютона <br><br>
<center>$F_{1x} = mg \sin \alpha, F_{2x} = \mu mg \cos \alpha$ <br><br>
</center>
<center>
$\mu mg \cos \alpha + mg \sin \alpha = ma$. <br><br>
</center>
Поделим обе части последнего уравнения на массу $m$ и выразим величину ускорения <br><br>
<center>
$a = g( \sin \alpha + \mu \cos \alpha )$. <br><br>
</center>
Время движения тела вверх $t_1$ определится из условия равенства нулю скорости в конце подъёма <br><br>
<center>
$0 = v_{0} - at \Rightarrow t_{1} = \frac{v_{0} }{a} = \frac{v_{0} }{g ( \sin \alpha + \mu \cos \alpha ) }$ <br><br>
</center>
Движению тела вниз соответствует уравнение <br><br>
<center>
$mg \sin \alpha - \mu mg \cos \alpha = ma$ <br><br>
</center>
<center>
$a = g( \sin \alpha - \mu \cos \alpha )$ <br><br>
</center>
Скорость станет равной $v_0$ только в конце спуска, потому как закона сохранения энергии никто не отменял, поэтому <br><br>
<center>
$\frac{dv}{dt} = g( \sin \alpha + \mu \cos \alpha )$ <br><br>
$\int_{0}^{v_{0} } dv = g( \sin \alpha + \mu \cos \alpha ) = \int_{0}^{t_{2} } dt$ <br><br>
$t_{2} = \frac{v_{0} }{g ( \sin \alpha + \mu \cos \alpha ) }$ <br><br>
</center>
Искомое время определится в виде суммы $t = t_{1} + t_{2}$ <br><br><center>
$t = \frac{2v_{0} \sin \alpha }{g( \sin^{2} \alpha - \mu^{2} \cos^{2} \alpha )}$ <br><br>
</center>
</div>
<h3> Ответ: $a_{макс} = g(µ cos \\,α − sin \\,α)$</h3>
</div>
</div>
</div>
<a href="#" class="back-to-top affix"> ↑ наверх </a>
</div>
</div>
<footer class="row container">
<div class="col col-lg-3">
<div class="footer-left">
<p>
<small> © <strong>Решебник Савченко О.Я.</strong>, 2023-2024 <br>
</small>
</p>
</div>
</div>
<div class="col col-lg-6">
<div class="footer-middle">
<p>
<small> Все права принадлежат авторам. <br> Коммерческое использование материалов — с письменного разрешения авторов. <br> astrosander01@gmail.com <br>
<i>E = mc <sup>2</sup>
</i>. </small>
</p>
</div>
</div>
<div class="col col-lg-3">
<div class="footer-right">
<div class="pull-right"></div>
</div>
</div>
</footer>
<script type="text/javascript" src="/js/bootstrap-affix.js"></script>
<script type="text/javascript">
$(function() {
setTimeout(function() {
$('.back-to-top').affix();
}, 100);
});
</script>