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.
Решение
Силы действующие на тело
Проектируем $m\vec{g}$ на $OY$:
Проетируем на $OY$ Проетируем на $OY$
Из рисунка, найдем силу реакции опоры: $$N=mg \cos\alpha$$ По Закону Амонтона — Кулона: $$F_{тр}=\mu N=\mu mg \cos\alpha$$ Т.к. $\mu = \tan\alpha$ (по условию): $$F_{тр}=\mu mg \cos\alpha$$$$F_{тр}=mg \cdot \tan\alpha\cdot \cos\alpha =mg \sin\alpha$$$$F=mg \sin\alpha$$ Перерисуем в плоскости $XY$ В начальный момент $(\varphi=90^{\circ})$:
Рисунок в плоскости $xOy$ Рисунок в плоскости $xOy$
В конечный момент $(\varphi=0^{\circ})$:
Силы действующие на тело в конечный момент Силы действующие на тело в конечный момент
Рассмотрим, произвольный момент:
Силы действующие на тело в произвольный момент Силы действующие на тело в произвольный момент
Заметим, что $\varphi$ меняется от $0^{\circ}$ до $90^{\circ}$: