<!DOCTYPE html> <!DOCTYPE html> <html lang="ru"> <html lang="ru"> <head> <head> <meta charset="utf-8"> <meta charset="utf-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <meta http-equiv="content-language" content="ru"> <meta http-equiv="content-language" content="ru"> <meta name="keywords" content="решение, савченко, оливер, яковлевич, о.я., сборник задач по физике, решебник"> <meta name="keywords" content="решение, савченко, оливер, яковлевич, о.я., сборник задач по физике, решебник"> <meta name="description" content="Решение задачника Савенко О.Я."> <meta name="description" content="Решение задачника Савенко О.Я."> <meta property="og:title" content="Решебник Савченко"> <meta property="og:title" content="Решебник Савченко"> <meta property="og:image" content="img/logo.png"> <meta property="og:image" content="img/logo.png"> <meta property="og:description" content="Сайт с решениями задач из сборника задач Савенко О.Я."> <meta property="og:description" content="Сайт с решениями задач из сборника задач Савенко О.Я."> <meta name="yandex-verification" content="6cfda41f74038368"> <meta name="yandex-verification" content="6cfda41f74038368"> <title> Решебник Савченко</title> <title> Решебник Савченко</title> <link rel="stylesheet" href="../../css/css-latex/style.css"> <link rel="stylesheet" href="../../css/css-latex/style.css"> <link rel="icon" href="../../img/logo.png" type="image/png"> <link rel="icon" href="../../img/logo.png" type="image/png"> <script src="../../js/jquery-1.10.1.min.js"></script> <script src="../../js/jquery-1.10.1.min.js"></script> <script async src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/mathjax/2.7.7/MathJax.js?config=TeX-MML-AM_CHTML"></script> <script async src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/mathjax/2.7.7/MathJax.js?config=TeX-MML-AM_CHTML"></script> <script type="text/x-mathjax-config"> <script type="text/x-mathjax-config"> MathJax.Hub.Config({ MathJax.Hub.Config({ extensions: ['tex2jax.js'], extensions: ['tex2jax.js'], jax: ['input/TeX', 'output/HTML-CSS'], jax: ['input/TeX', 'output/HTML-CSS'], tex2jax: { tex2jax: { inlineMath: [['$ ', ' $ '], ['$ ', ' $ ']], inlineMath: [['$ ', ' $ '], ['$ ', ' $ ']], processEscapes: true, processEscapes: true, processClass: 'tex2jax', processClass: 'tex2jax', ignoreClass: 'html' ignoreClass: 'html' }, }, showProcessingMessages: false, showProcessingMessages: false, messageStyle: 'none' messageStyle: 'none' }); }); </script> </script> </head> </head> <body style=""> <body style=""> <header style="text-align:center;"> <header style="text-align:center;"> <a href="../../" style="text-decoration: none;"> <a href="../../" style="text-decoration: none;"> <div id="logo"> <div id="logo"> <span><img src="../../img/book.png"></span><span> Savchenko Solutions</span> <span><img src="../../img/book.png"></span><span> Savchenko Solutions</span> </div> </div> </a> </a> <p class="author"> <p class="author"> Solutions of Savchenko Problems in Physics <br> Solutions of Savchenko Problems in Physics <br> <i><b> knowledge must be free</b></i> <i><b> knowledge must be free</b></i> </p> </p> </header> </header> <h3 id="back-link"><a href="../../ru#2.1"> $ \leftarrow $ Назад</a></h3> <h3 id="back-link"><a href="../../ru#2.1"> $ \leftarrow $ Назад</a></h3> <h3> Условие: </h3> <h3> Условие: </h3> <p> <p> $ 2.1.45^*. $ На плоскости, тангенс угла наклона которой равен коэффициенту трения, лежит монета. В горизонтальном направлении вдоль плоскости монете сообщили скорость $ v $ . Найдите установившуюся скорость монеты. $ 2.1.45^*. $ На плоскости, тангенс угла наклона которой равен коэффициенту трения, лежит монета. В горизонтальном направлении вдоль плоскости монете сообщили скорость $ v $ . Найдите установившуюся скорость монеты. </p> </p> <h3> Решение: </h3> <h3> Решение: </h3> <center> <center> <figure> <figure> <img src="sol.jpg" <img src="sol.jpg" loading="lazy" width="250" /> loading="lazy" width="250" /> <figcaption> <figcaption> Силы действующие на тело Силы действующие на тело </figcaption> </figcaption> </figure> </figure> </center> </center> <p> <p> Проектируем $ m \vec { g } $ на $ OY $ : Проектируем $ m \vec { g } $ на $ OY $ : </p> </p> <br> <br> <center> <center> <figure> <figure> <img src="sol1.jpg" <img src="sol1.jpg" loading="lazy" width="250" /> loading="lazy" width="250" /> <figcaption> <figcaption> Проетируем на $ OY $ Проетируем на $ OY $ </figcaption> </figcaption> </figure> </figure> </center> </center> <p> <p> Из рисунка, найдем силу реакции опоры: Из рисунка, найдем силу реакции опоры: $$ N=mg \cos \alpha $$ $$ N=mg \cos \alpha $$ По Закону Амонтона — Кулона: По Закону Амонтона — Кулона: $$ F_ { тр } = \mu N= \mu mg \cos \alpha $$ $$ F_ { тр } = \mu N= \mu mg \cos \alpha $$ Т.к. $ \mu = tg \alpha $ (по условию): Т.к. $ \mu = tg \alpha $ (по условию): $$ F_ { тр } = \mu mg \cos \alpha $$ $$ F_ { тр } = \mu mg \cos \alpha $$ $$ F_ { тр } =mg \cdot tg \alpha \cdot \cos \alpha =mg \sin \alpha $$ $$ F_ { тр } =mg \cdot tg \alpha \cdot \cos \alpha =mg \sin \alpha $$ $$ F=mg \sin \alpha $$ $$ F=mg \sin \alpha $$ Перерисуем в плоскости $ XY $ Перерисуем в плоскости $ XY $ В начальный момент $ ( \varphi =90^ { \circ } ) $ : В начальный момент $ ( \varphi =90^ { \circ } ) $ : </p> </p> <br> <br> <center> <center> <figure> <figure> <img src="sol3.jpg" <img src="sol3.jpg" loading="lazy" width="250" /> loading="lazy" width="250" /> <figcaption> <figcaption> Рисунок в плоскости $ xOy $ Рисунок в плоскости $ xOy $ </figcaption> </figcaption> </figure> </figure> </center> </center> <p> <p> В конечный момент $ ( \varphi =0^ { \circ } ) $ : В конечный момент $ ( \varphi =0^ { \circ } ) $ : </p> </p> <br> <br> <center> <center> <figure> <figure> <img src="sol4.jpg" <img src="sol4.jpg" loading="lazy" width="250" /> loading="lazy" width="250" /> <figcaption> <figcaption> Силы действующие на тело в конечный момент Силы действующие на тело в конечный момент </figcaption> </figcaption> </figure> </figure> </center> </center> <p> <p> Рассмотрим, произвольный момент: Рассмотрим, произвольный момент: </p> </p> <br> <br> <center> <center> <figure> <figure> <img src="sol2.jpg" <img src="sol2.jpg" loading="lazy" width="250" /> loading="lazy" width="250" /> <figcaption> <figcaption> Силы действующие на тело в произвольный момент Силы действующие на тело в произвольный момент </figcaption> </figcaption> </figure> </figure> </center> </center> <p> <p> Заметим, что $ \varphi $ меняется от $ 0^ { \circ } $ до $ 90^ { \circ } $ : Заметим, что $ \varphi $ меняется от $ 0^ { \circ } $ до $ 90^ { \circ } $ : </p> </p>
@@ -129,22 +129,22 @@
<p>
<p>
Запишем второй закон Ньютона:
Запишем второй закон Ньютона:
$$ \left \{ \begin { matrix }
$$ \left \{ \begin { matrix }
\frac { du_x }{ dt } = \frac { F \sin \varphi }{ m } & \\
\frac { du_x }{ dt } = \frac { F \sin \varphi }{ m } & \\
\frac { du_y }{ dt } = \frac { F (1- \cos \varphi ) }{ m } &
\frac { du_y }{ dt } = \frac { F (1- \cos \varphi ) }{ m } &
\end { matrix } \right . $$
\end { matrix } \right . $$
$$ \left \{ \begin { matrix }
$$ \left \{ \begin { matrix }
\frac { d }{ dt } (u \sin \varphi )= \frac { F \sin \varphi }{ m } & \\
\frac { d }{ dt } (u \sin \varphi )= \frac { F \sin \varphi }{ m } & \\
\frac { d }{ dt } (u \cos \varphi ) = \frac { F (1- \cos \varphi ) }{ m } &
\frac { d }{ dt } (u \cos \varphi ) = \frac { F (1- \cos \varphi ) }{ m } &
\end { matrix } \right . $$
\end { matrix } \right . $$
Решаем систему дифференциальных уравнений:
Решаем систему дифференциальных уравнений:
$$ \left \{ \begin { matrix }
$$ \left \{ \begin { matrix }
\frac { d \varphi }{ dt } = \frac { F \sin \varphi }{ mu } & (a)\\
\frac { d \varphi }{ dt } = \frac { F \sin \varphi }{ mu } & (a)\\
\frac { du }{ dt } = \frac { F (1- \cos \varphi ) }{ m } & (b)
\frac { du }{ dt } = \frac { F (1- \cos \varphi ) }{ m } & (b)
\end { matrix } \right . $$
\end { matrix } \right . $$
Разделим $ (b) $ на $ (a) $ :
Разделим $ (b) $ на $ (a) $ :
$$ \frac { du }{ d \varphi } = u \frac { 1- \cos \varphi }{ \sin \varphi } $$
$$ \frac { du }{ d \varphi } = u \frac { 1- \cos \varphi }{ \sin \varphi } $$
$$ \frac { du }{ u } = \frac { 1- \cos \varphi }{ \sin \varphi } d \varphi $$
$$ \frac { du }{ u } = \frac { 1- \cos \varphi }{ \sin \varphi } d \varphi $$
$$ \frac { du }{ u } = tg ( \frac { \varphi }{ 2 } ) d \varphi $$
$$ \frac { du }{ u } = tg ( \frac { \varphi }{ 2 } ) d \varphi $$
Интегрируем обе части уравнения:
Интегрируем обе части уравнения:
<!-- $ \int _ { v_0 } ^ { v } \frac { du }{ u } = \int _ { 90^ { \circ }} ^ { 0^ { \circ }} tg ( \frac { \varphi }{ 2 } ) d \varphi \; (c) $ -->
<!-- $ \int _ { v_0 } ^ { v } \frac { du }{ u } = \int _ { 90^ { \circ }} ^ { 0^ { \circ }} tg ( \frac { \varphi }{ 2 } ) d \varphi \; (c) $ -->